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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine geodätische Vorrichtung
zur Durchführung von Messungen, die auf ein Ziel bezogen
sind. Eine derartige geodätische Vorrichtung kann zum Beispiel
ein Tachymeter, ein Theodolit, eine Totalstation oder ein Nivelliergerät,
oder eine Kombination davon sein.
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Kurze Beschreibung des Standes der Technik
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Das
Ziel kann zum Beispiel eine Messlatte sein, wie beispielsweise ein
Fluchtstab oder eine Nivellierlatte. Der Fluchtstab erlaubt die
Detektion desselben in einem Blickfeld der geodätischen
Vorrichtung und dient daher hauptsächlich zur Winkel- und Entfernungsmessung.
Die Nivellierlatte weist zusätzlich ein Muster (ähnlich
dem eines digitalen Maßes) auf, das durch die geodätische
Vorrichtung zu dem Zweck ausgelesen werden kann, dass eine relative Höhe
zwischen der Nivellierlatte und der geodätischen Vorrichtung
feststellbar ist (sofern eine Peilachse der Vorrichtung in einer
horizontalen Ebene liegt). Um die Messung zu vereinfachen, kann
die Messlatte mit einer reflektierenden Oberfläche oder einem
Muster aus zwei oder mehr Bereichen unterschiedlichen Reflexionsvermögens
ausgebildet sein. Weiterhin kann die Messlatte mit einem zusätzlichen Reflektor
ausgestattet sein. Desweiteren kann die Messlatte mit einer typischen
Farbe oder einem Muster von zwei oder mehr unterschiedlichen Farben
bestrichen sein. Alternativ dazu kann das Ziel auch ein Prisma,
ein Signal aussendendes aktives Ziel, ein gewöhnliches
Objekt, oder beispielsweise eine Landmarke sein. Die Verwendung
eines Prismas als Ziel ergibt eine hohe Genauigkeit, wenn es beispielsweise
in Verbindung mit einem elektronischen Entfernungsmessgerät
(EDM) verwendet wird. Die Verwendung eines aktiven Ziels kann eine
Anspeilung des Ziels erleichtern.
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Solch
eine geodätische Vorrichtung wird beispielsweise in der
Vermessungs- und in der Kartierungs- und Konstruktionstechnik verwendet.
Es ist dazu geeignet, in jeglichem Gebiet eingesetzt zu werden,
das wenigstens die Entfernungsmessung und/oder die Positionsbestimmung
und/oder die Goniometrie (Winkelmessung) und/oder die Messung eines
Höhenunterschieds mit Bezug auf das Ziel erfordert. Außerdem
kann es dazu verwendet werden, geometrische Punkte einer beispielsweise
technischen Zeichnung auf die ”reale” Umgebung
abzubilden (zum Beispiel bei der Setzung von Grenzsteinen).
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Wenn
eine geodätische Vorrichtung in Verbindung mit einem Ziel
verwendet wird, dann ist es notwendig, das Ziel in einem Blickfeld
der geodätischen Vorrichtung anzuordnen. Dies kann entweder durch
Anpassen der Orientierung der geodätischen Vorrichtung
oder durch Anpassen der Position des Ziels durchgeführt
werden, abhängig davon, ob die aktuelle Position des Ziels
oder eine vorgegebene, in der geodätischen Vorrichtung
gespeicherte Position den Bezugspunkt (auch als geodätischer
Punkt bezeichnet) der Messung darstellt.
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Das
Blickfeld der geodätischen Vorrichtung hängt von
der Messeinheit der geodätischen Vorrichtung ab. Im Fall
einer optischen geodätischen Vorrichtung hängt
das Blickfeld von der Optik der geodätischen Vorrichtung
ab und kann häufig unter Verwendung von einstellbaren Linsen
(wie beispielsweise Flüssigkeitslinsen oder eine Zoomlinsenanordnung)
von einer Nahfeldmessung auf eine Fernfeldmessung ummodifiziert
werden. Das Blickfeld ist in dem vorliegenden Dokument das räumliche
Gebiet, in dem die geodätische Vorrichtung in der Lage
ist, Messungen mit Bezug auf das Ziel durchzuführen, ohne
dass dabei die Orientierung der geodätischen Vorrichtung
verändert wird. Eine Ausrichtung zwischen dem Ziel und
der geodätischen Vorrichtung wird dann erreicht, wenn das
Ziel an einer vorgegebenen Position im Blickfeld der geodätischen
Vorrichtung angeordnet ist. Die gerade Linie zwischen der vorgegebenen
Position und der Vorrichtung wird als Peilachse bezeichnet. Diese
Peilachse ist häufig in der Mitte des Blickfelds der geodätischen
Vorrichtung vorgesehen. Häufig stellt eine Zielmarke diese Peilachse
auf einem Display oder in einem Okular der Vorrichtung visuell dar.
Die Peilachse kann durch die Optik der Vorrichtung definiert sein,
oder sie kann in Abhängigkeit von der Anordnung der vorgegebenen
Position im Blickfeld der Vorrichtung dynamisch vordefiniert sein.
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Die
vorliegende Anmeldung behandelt den Fall, in dem die Vorgaben der
geodätischen Vorrichtung in bezug auf wenigstens die Orientierung und/oder
den Abstand und/oder die Höhe des Ziels relativ zu der
Vorrichtung Bezugspunkte für die Messung sind. Die Position
des Ziels muss demzufolge durch Bewegen des Ziels in Abhängigkeit
von Vorgaben angepasst werden, die durch die geodätische Vorrichtung
vorgegeben sind, bis das Ziel an einer vorgegebenen Position angeordnet
ist. Für gewöhnlich ist das Ziel anfänglich
nicht mit der Peilachse (die auch als Peilrichtung bezeichnet wird)
der Vorrichtung und demzufolge mit der vorgegebenen Position in
verschiedenen Richtungen und unter verschiedenen Abständen
beabstandet. Dieser Abstand relativ zu der Peilachse und insbesondere
zu der vorgegebenen Position wird häufig als Versatz bezeichnet.
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Herkömmlicherweise
werden für eine solche Abgleichung der Position des Ziels
bezüglich der geodätischen Vorrichtung zwei interagierende
Benutzer benötigt. Ein erster Benutzer verändert
die Position des Ziels, während der zweite Benutzer die
geodätische Vorrichtung dahingehend bedient, um zu prüfen,
ob das Ziel an der vorgegebenen Position relativ zu der geodätischen
Vorrichtung angeordnet ist. Der erste Benutzer weist den zweiten
Benutzer an, die Position des Ziels zu ändern, bis das
Ziel an der vorgegebenen Position (bezogen auf wenigstens einen Winkel
und/oder eine Entfernung und/oder eine Höhe) mit Bezug
auf die geodätische Vorrichtung angeordnet ist.
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Diese
herkömmliche Herangehensweise hat den Nachteil, dass wenigstens
zwei interagierende Benutzer notwendig sind, um die Position des
Ziels mit Bezug auf die geodätische Vorrichtung einzustellen.
Häufig gestaltet sich dies schwierig, da eine Entfernung
zwischen dem, die geodätische Vorrichtung bedienenden Benutzer
und dem, das Ziel tragenden Benutzer sehr groß sein kann.
Es wäre extrem zeitaufwändig für einen
Benutzer, eine solche Einstellung der Position des Ziels alleine
durchzuführen, da der einzelne Benutzer abwechselnd die
Position des Ziels ändern und die geodätische
Vorrichtung bedienen müsste.
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Zur
Lösung dieses Problems ist in der Patentschrift
US 4,560,270 eine geodätische
Vorrichtung mit zur vereinfachten Festlegung von Grenzen vorgesehenen
Hilfsmittel beschrieben. Diese Vorrichtung umfasst eine Einwegeschallübertragungseinrichtung,
die akustische Anleitungen der Messvorrichtung an einen Benutzer übertragen
kann, der eine ein Prisma umfassende Messlatte trägt. Diese
Einrichtung ermöglicht es dem Bediener der Vorrichtung, den
die Messlatte tragenden Benutzer verbal zu der gewünschten
Grenzmarke zu leiten. Auch ist diese Vorrichtung weiterhin mit einem
Peilgerät ausgestattet, das an einer festgelegten Position
mit Bezug auf die Vorrichtung angebracht, aber nicht mit dieser elektronisch
verbunden ist. Das Peilgerät emittiert kontinuierlich zwei
leicht divergierende Lichtstrahlen mit unterschiedlichem Charakter.
Die zwei Lichtstrahlen überlappen sich in einem engen Zentralbereich. Der
Benutzer bewegt dann die Messlatte zu einem Punkt des Bereichs,
innerhalb dessen der Zentralbereich, in dem sich die zwei Lichtstrahlen,
die von der richtungsanweisenden Einheit des Geräts übertragen
werden, überlappen und bei welchem das Prisma bezüglich
der Peilachse der Messvorrichtung ausgerichtet ist.
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Es
ist entscheidend, dass der enge Zentralbereich des Peilgeräts
bei der das aus dem Stand der Technik bekannte Peilgerät
umfassenden geodätischen Vorrichtung bezüglich
einer Peilachse bzw. einem Messpfad der geodätischen Vorrichtung
perfekt ausgerichtet ist. Darüber hinaus muss das Peilgerät sicherstellen,
dass sich die zwei Lichtstrahlen in einem sehr engen Zentralbereich überlappen,
sowohl im Falle einer Nahfeldmessung als auch im Falle einer Fernfeldmessung.
Auch bei einer maximalen Arbeitsentfernung zwischen dem Prisma und
der Vorrichtung kann der zentrale Bereich, in dem sich die zwei
unterschiedlichen Lichtstrahlen überlappen, nicht wesentlich
größer sein als der Messpfad der Vorrichtung.
Demzufolge muss die Optik des Peilgeräts sowohl von ausreichender
Qualität, als auch bezüglich des Messpfads der
Vorrichtung perfekt ausgerichtet sein. Dies ergibt beträchtliche
Herstellungskosten für das Peilgerät. Des Weiteren
besteht eine ziemliche Gefahr, dass das Peilgerät während
des Gebrauchs verstellt wird und demzufolge wieder justiert werden
muss. Des Weiteren ist aufgrund des engen Zentralbereichs ein, auf
einer Seite des Zentralbereichs angeordneter Benutzer nur in der
Lage, einen der beiden Lichtstrahlen zu sehen. Das Peilgerät muss
ständig beide Lichtstrahlen emittieren.
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Eine
geodätische Vorrichtung, die das obige Peilgerät
verwendet, ist aus der Patentschrift
US 5,051,934 bekannt.
Diesem Stand der Technik entsprechend weist ein Entfernungsmessgerät
eine Prismapeileinrichtung auf, die das Gerät automatisch in
konstanter Ausrichtung bezüglich eines von einer Aufrissübertragungslatte
getragen Prismas hält, sofern das Prisma in einem Pfad
eines von einem elektronischen Entfernungsmesser EDM emittierten Messstrahls
ist, wobei die Messvorrichtung den elektronischen Entfernungsmesser
EDM umfasst. Demzufolge wird das Prisma durch automatisches Rotieren
des Geräts um eine vertikale und eine horizontale Achse
ständig auf einer Messachse des EDM gehalten. Das EDM nimmt
ständig Messungen bezüglich des durch die Aufrissübertragungslatte
getragenen Prismas auf, wobei der Träger des Prismas die
Latte und das Prisma herumträgt. Das Gerät ist
auch mit einer Horizontalwinkelanzeige ausgestattet, welche die
Lagerung des EDM bezüglich einer Horizontalrichtung anzeigt,
insbesondere den Horizontalwinkel mit Bezug auf eine Bezugswinkelposition,
und wobei das Gerät auch eine Vertikalwinkelanzeige aufweist, die
den Vertikalwinkel des EDM mit Bezug auf eine horizontale Ebene
anzeigt. Das Gerät berechnet auf der Basis der Messresultate
des EDM und der durch den Vertikalwinkeldetektor gegebenen Signale
die horizontale Entfernung und den Höhenunterschied. Die
gemessenen Werte der horizontalen Länge, des Horizontalwinkels
und des Höhenunterschieds werden mit Aufrisspunktdaten
verglichen, die dem Gerät vor der Messung eingegeben wurden.
Demzufolge werden vorher bestimmte Zielwerte der Horizontal- und
Vertikalwinkelanzeige sowie des EDM mit den von der Horizontal und
Vertikalwinkelanzeige sowie der EDM ausgegebenen tatsächlichen
Werten verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird an eine Anzeige
ausgegeben, die ein optisches Signal erzeugt, das von dem Prismaträger
leicht erkannt werden kann und das wechselseitig eine unterschiedliche
Codierung aufweist, die anzeigt, ob und wie das Prisma bewegt werden
sollte, um von einem Startpunkt aus bezüglich des davon
verschiedenen vorgegebenen Aufrisspunkts angeordnet zu werden. Der Aufrisspunkt
ist erreicht, sobald die vorgegebenen Werte der Horizontal- und
Vertikalwinkelanzeige sowie des EDM mit den aktuell durch die Horizontal- und
Vertikalwinkelanzeige sowie durch die EDM ausgegebenen Werte übereinstimmen.
Es wird beispielsweise eine Codierung vorgeschlagen, so dass die
Anzeige ein rotes Licht erzeugt, wenn das Prisma nach rechts bewegt
werden soll, und ein grünes Licht erzeugt wird, wenn das
Prisma nach links bewegt werden soll, um an dem nächsten
Aufrisspunkt angeordnet zu werden. Alternativ dazu wird vorgeschlagen,
einen Morsecode zu übertragen. Entsprechend eines Beispiels
emittiert die Anzeige zwei Lichtstrahlen in unterschiedlichen Farben
(beispielsweise grün und rot), die leicht divergieren,
so dass die Lichtstrahlen in einem engen Zentralbereich überlappen,
um dem das Prisma tragenden Benutzer eine Messachse des Geräts
anzuzeigen.
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Bei
diesem Stand der Technik ist es nachteilig, dass das Anpeilen des
Prismas im Pfad eines von einem elektronischen Entfernungsmesser
des Geräts emittierten Messstrahls schwierig ist. Das Gerät muss
ständig um zwei orthogonale Achsen geneigt werden, um das
Prisma bezüglich des, von einem elektronischen Entfernungsmesser
entlang der Messachse emittierten engen Messstrahls in Ausrichtung zu
halten. Demzufolge besteht ein hohes Risiko darin, dass die Peilung
misslingt und zu wiederholen ist. Dies bedeutet, dass der Benutzer
zu dem Gerät zurückkehren und das Gerät
manuell bedienen muss, um den Messstrahl bezüglich des
Prismas auszurichten, bevor eine neue Peilung durchgeführt
werden kann. Dies ist sehr zeitaufwändig, wenn die Entfernung
zwischen dem Gerät und dem Prisma sehr groß ist.
Alternativ dazu kann das mit Bezug auf die Patentschrift
US 4,560,270 beschriebene
Peilgerät verwendet werden, um das Prisma bezüglich
des Messstrahls auszurichten. In diesem Fall hat das aus der Druckschrift
US 5,051,934 bekannte Gerät
dieselben Probleme wie das Peilgerät. Ohne dieses Peilgerät wäre
es unmöglich, das Prisma in dem von dem EDM emittierten
Messstrahl anzuordnen, und das Peilverfahren ohne manuelles Ausrichten
des Instruments bezüglich des Prismas zu beginnen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ausgehend
von den oben genannten Druckschriften ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine geodätische Vorrichtung und ein Verfahren
zum Steuern derselben bereitzustellen, bei welchen die oben beschriebenen
Defizite des Standes der Technik vermieden werden.
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Entsprechend
Ausführungsformen ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine geodätische Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern
derselben bereitzustellen, die eine Ausrichtung eines Ziels bezüglich
einer Peilachse der Vorrichtung vereinfacht, so dass nur Änderungen
am Ziel vorgenommen werden, während die Orientierung der
Peilachse beibehalten wird.
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Gemäß Ausführungsformen
wird eine geodätische Vorrichtung zur Durchführung
von Messungen unter Verwendung eines Ziels offenbart. Die Vorrichtung
umfasst einen Detektor zum Messen einer Position des Ziels relativ
zu einer Peilachse der Vorrichtung und demzufolge zum Messen eines
Versatzes (relative Entfernung) zwischen dem Ziel und der Peilachse.
Die Peilachse stellt im Allgemeinen die gerade Linie zwischen einer
in der Vorrichtung gespeicherten vorgegebenen Position und der Vorrichtung
dar. In dem Fall, in dem eine optische geodätische Vorrichtung
verwendet wird, kann diese Peilachse beispielsweise mit der optischen
Achse der Optik der Vorrichtung übereinstimmen oder kann durch
einen bestimmten Bereich eines optischen Detektors (beispielsweise
eines Bildsensors oder eines Vierquadrantendetektors) definiert
sein, der in der Vorrichtung verwendet wird. Die Vorrichtung umfasst ferner
einen Lichtemitter zur Ausgabe eines eine erste Wellenlänge
aufweisenden ersten Lichtkegels durch das Gerät und eines
zweiten Lichtkegels, der eine von der ersten Wellenlänge
verschiedene zweite Wellenlänge aufweist. Die ersten und
zweiten Wellenlängen unterscheiden sich dahingehend, dass
der erste und der zweite Lichtkegel unterschiedliche Farben aufweisen,
die für einen entfernten Benutzer unterscheidbar sind.
Der erste Lichtkegel überlappt den zweiten Lichtkegel bei
einer Entfernung von einem Meter zu der Vorrichtung um wenigstens
30%. Alternativ hierzu kann der Überlapp auch mehr als
50% betragen. Demzufolge ist die Orientierung der Strahlung des
ersten und zweiten Lichtkegels sehr ähnlich. Die Vorrichtung
umfasst weiter eine Steuerung, die sowohl mit dem Detektor als auch
dem Lichtemitter verbunden ist. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, den
Lichtemitter auf der Basis der detektierten Position des Ziels zu
steuern und wenigstens den ersten und/oder den zweiten Lichtkegel
auszugeben.
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Ähnlich
hierzu umfasst ein Verfahren zum Steuern einer geodätischen
Vorrichtung während des Durchführens von Messungen
unter Verwendung eines Ziels entsprechend einer Ausführungsform
ein Messen der Position des Ziels relativ zu einer Peilachse der
Vorrichtung und ein Ausgeben von wenigstens einem ersten Lichtkegel,
der eine erste Wellenlänge aufweist, und/oder einem zweiten
Lichtkegel, der eine von der ersten Wellenlänge verschiedene
zweite Wellenlänge aufweist, aus der Vorrichtung. Der erste
Lichtkegel überlappt den zweiten Lichtkegel bei einer Entfernung
von einem Meter zu der Vorrichtung um wenigstens 30%. Alternativ
hierzu kann der Überlapp auch mehr als 50% betragen. Des
Weiteren werden der erste und der zweite Lichtkegel auf der Basis
der detektierten Position des Ziels selektiv ausgegeben.
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Der
erste und der zweite Lichtkegel können abwechselnd oder
simultan ausgegeben werden.
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Da
die Vorrichtung und das Verfahren den Versatz der Position des Ziels
mit Bezug auf die Peilachse der Vorrichtung messen und den ersten und
zweiten Lichtkegel in Abhängigkeit von dem detektierten
Versatz selektiv ausgeben, kann das Ziel einfach durch Manipulieren
des Ziels entsprechend der Anzeige der Lichtkegel bezüglich
der Peilachse der Vorrichtung ausgerichtet werden. Unter der Voraussetzung,
dass das Ziel innerhalb eines Blickfelds des Detektors angeordnet
ist, ist eine zusätzliche Manipulation der Vorrichtung
zur Ausrichtung der Peilachse der Vorrichtung bezüglich
des Ziels nicht notwendig. Demzufolge kann eine Orientierung der Vorrichtung
und der Peilachse während des Abgleichens mit dem Ziel
aufrecht erhalten werden. Da keine Notwendigkeit besteht, die Vorrichtung
zu betätigen, ist ein einzelner Benutzer zum Ausrichten
des Ziels bezüglich der Vorrichtung ausreichend.
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Da
sich die ersten und zweiten Lichtkegel in einem großen
Maß überschneiden, liegen sowohl der erste als
auch der zweite Lichtkegel gleichzeitig innerhalb eines Blickfelds
eines entfernten Benutzers. Es ist keine komplizierte Optik nötig,
um den ersten und den zweiten Lichtkegel in besondere Richtungen zu
richten oder um die Lichtkegel bezüglich einer Peilachse
der Vorrichtung auszurichten. Folglich weisen der Lichtemitter,
und demzufolge die geodätische Vorrichtung, eine sehr simple
und robuste Struktur auf und können mit geringen Kosten
hergestellt werden. Offensichtlich ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die Verwendung von nur zwei Lichtkegeln mit unterschiedlichen
Wellenlängen beschränkt. Statt dessen können
mehr als zwei Lichtkegel verwendet werden, die unterschiedliche
Wellenlängen aufweisen.
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Entsprechend
einer Ausführungsform unterscheiden sich die Farben der
Lichtkegel im CIELAB-Farbraum um wenigstens 50 Einheiten bezogen
auf wenigstens eine der Koordinaten a* und b*, um für einen
entfernten Benutzer unterscheidbar zu sein. Entsprechend einer alternativen
Ausführungsform unterscheiden sich die Wellenlängen
der Lichtkegel voneinander um wenigstens 50 nm, insbesondere um
wenigstens 100 nm und weiter bevorzugt um wenigstens 150 nm, um
auch für einen entfernten Benutzer leicht unterscheidbar
zu sein. Entsprechend einer Ausführungsform liegt die erste
Wellenlänge im blauen oder grünen Wellenlängenbereich des sichtbaren
Lichts, wohingegen die zweite Wellenlänge im roten Wellenlängenbereich
des sichtbaren Lichts liegt. Die Wellenlängen der Lichtkegel
liegen innerhalb des Bereichs von 380 nm bis 780 nm des sichtbaren
Lichts.
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Entsprechend
einer anderen Ausführungsform umfasst die Vorrichtung weiter
ein Gehäuse und eine Objektivlinse. Die Objektivlinse definiert
eine optische Achse für den Detektor und die Vorrichtung. Die
optische Achse kann optional mit der Peilachse zusammenfallen. Der
Lichtemitter ist auf dem Gehäuse nahe der Objektivlinse
angeordnet. Weitgehend wird die eine Optik verwendet, die eine Objektivlinse
in Verbindung mit optischen Detektoren umfasst. Aufgrund der Anordnung
des Lichtemitters auf dem Gehäuse nahe der Objektivlinse
wird sichergestellt, dass ein das Ziel manipulierender Benutzer den
Lichtemitter sehen kann, solange sich das Ziel (und demzufolge auch
der Benutzer) im Blickfeld der Vorrichtung befindet. Da die Peilachse
darüber hinaus häufig mit der Objektivlinse zusammenfällt,
stellt die oben genannte Anordnung sicher, dass der Lichtemitter
auch in der Nähe der Peilachse angeordnet ist.
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Entsprechend
einer Ausführungsform umfasst der Lichtemitter weiterhin
eine Vielzahl von Lichtquellen, die den ersten Lichtkegel und den
zweiten Lichtkegel emittieren. Des Weiteren sind die Lichtquellen
auf dem Gehäuse, die Objektivlinse umgebend und demzufolge
nahe der Peilachse angeordnet. Das Verwenden einer Vielzahl von
Lichtquellen zum Emittieren des ersten und zweiten Lichtkegels kann
die Intensität und demzufolge die Sichtbarkeit des ersten
und des zweiten Lichtkegels leicht und zuverlässig erhöhen.
Aufgrund der Redundanz der Lichtquellen kann die Vorrichtung selbst
dann weiter verwendet werden, wenn eine Lichtquelle nicht betriebsfähig
ist.
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Der
Lichtemitter umfasst entsprechend einer Ausführungsform
eine erste Lichtquelle, die den ersten Lichtkegel emittiert, und
eine zweite Lichtquelle, die den zweiten Lichtkegel emittiert. In
dieser Ausführungsform werden demzufolge der erste und
der zweite Lichtkegel durch unterschiedliche Lichtquellen emittiert.
Es können beispielsweise Weißlicht emittierende
Lichtquellen in Verbindung mit verschiedenen Filtern oder verschiedene
Lichtquellen verwendet werden, die Licht verschiedener Wellenlängen
und demzufolge verschiedener Farben emittieren. Die Lichtquellen
können beispielsweise Licht emittierende Dioden (LEDs),
Glühlampen, Entladungslampen oder Glimmlampen sein.
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Um
weiterhin die Intensität sowohl des ersten als auch des
zweiten Lichtkegels zu erhöhen, umfasst der Lichtemitter
entsprechend einer Ausführungsform eine Vielzahl von Paaren
von ersten und zweiten Lichtquellen.
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Entsprechend
einer Ausführungsform können die ersten und zweiten
Lichtquellen auf diese Art abwechselnd zueinander angeordnet sein.
Diese Anordnung erlaubt es, die Lichtquellen über ein Gehäuse
der Vorrichtung zu verteilen. Demzufolge wird die Sichtbarkeit der
Lichtemitter weiter erhöht. Alternativ können
die ersten Lichtquellen beispielsweise in einem ersten Cluster und
die zweiten Lichtquellen in einem von dem ersten Cluster verschiedenen
zweiten Cluster angeordnet sein.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform umfasst der Lichtemitter
wenigstens eine gemeinsame Lichtquelle, die abwechselnd den ersten Lichtkegel
und den zweiten Lichtkegel emittiert. Beispielsweise können
eine Weißlicht emittierende Lichtquelle in Verbindung mit
verschiedenen Filtern oder eine LED verwendet werden, die in der
Lage ist, Licht verschiedener Wellenlängen selektiv zu
emittieren. Da eine einzige Lichtquelle verwendet wird, um den ersten
und den zweiten Lichtkegel zu emittieren, wird die Anzahl der Teile
der Vorrichtung, und demzufolge die Herstellungskosten, reduziert.
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Entsprechend
einer Ausführungsform umfasst der Detektor einen Bildsensor
und eine Optik zum Erzeugen einer zweidimensionalen Abbildung auf
den Bildsensor, wobei der Bildsensor die zweidimensionale Abbildung
in ein elektronisches Signal umwandelt. Dieser Bildsensor kann beispielsweise ein
Vierquadrantendetektor oder ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor
sein. Zusätzlich kann die Optik beispielsweise eine Fokus-
oder eine Zoomfunktion bereitstellen. In dieser Ausführungsform
ist die Steuerung weiterhin derart konfiguriert, dass die Position
des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung durch Identifizieren
einer Position einer Darstellung des Ziels in der Signalausgabe
durch den Bildsensor und durch Vergleichen der identifizierten Position
der Darstellung des Ziels mit einer der Peilachse entsprechenden
Bezugsposition detektiert wird. Diese Bezugsposition ist bezüglich
des Bildsensors definiert. Die Bezugsposition kann beispielsweise
mit der Peilachse der Vorrichtung und der optischen Achse der Optik
zusammenfallen.
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Wenn
ein Vierquadrantendetektor als Bildsensor verwendet wird, kann die
Bezugsposition beispielsweise als der Bereich definiert sein, in
welchem sich Ecken der vier Quadranten berühren. Demzufolge
kann die Position des Ziels mittels Detektion dahingehend beurteilt
werden, ob die Darstellung des Ziels hauptsächlich auf
bestimmten Quadranten des Vierquadrantendetektors angeordnet ist, statt
alle vier Quadranten gleichmäßig zu bedecken. Wenn
ein CCD-Sensor oder CMOS-Sensor als Bildsensor verwendet wird, kann
diese Bezugsposition beispielsweise ein Bezugspixel und insbesondere der
zentrale Pixel des Detektors sein. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise
digitale Bildverarbeitung genutzt werden, um die Pixel des Sensors
zu detektieren, die der Darstellung des Ziels entsprechen. Die auf
dem Sensor gelegenen Orte dieser Pixel können zum Beispiel
mit den Orten der Bezugspixel verglichen werden, um die Position
des Ziels in Bezug auf die Peilachse zu beurteilen. Entsprechend einer
Ausführungsform kann dieser Bildsensor als Teil einer kalibrierten
Digitalkamera ausgebildet sein.
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In
den oben genannten Ausführungsformen kann nur das Verwenden
der Ausgabe des Bildsensors die Position des Ziels relativ zu der
Peilachse identifizieren. Demzufolge ist es in diesem Zusammenhang
nicht notwendig, zusätzlich eine Orientierung der geodätischen
Vorrichtung oder eine Orientierung der Peilachse zu berücksichtigen.
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Entsprechend
einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu konfiguriert,
den Lichtemitter derart zu steuern, dass nur der erste Lichtkegel
ausgegeben wird, wenn die Position des Ziels als in einer ersten
Richtung relativ zu der Peilachse der Vorrichtung verlagert beurteilt
wird. Weiterhin ist die Steuerung dazu konfiguriert, den Lichtemitter
derart zu steuern, dass nur der zweite Lichtkegel ausgegeben wird, wenn
die Position des Ziels als in einer zu der ersten Richtung relativ
zu der Peilachse der Vorrichtung entgegengesetzten zweiten Richtung
verlagert beurteilt wird.
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Auf
der Basis des ausgegebenen ersten Lichtkegels bzw. des ausgegebenen
zweiten Lichtkegels kann ein das Ziel manipulierender entfernter
Benutzer leicht beurteilen, ob das Ziel in der ersten oder in der
zweiten Richtung mit Bezug auf die Peilachse versetzt ist, da der
erste und der zweite Lichtkegel verschiedene Wellenlängen
und demzufolge verschiedene Farben aufweisen. Diese ersten und zweiten
Richtungen können beispielsweise einen Rechtsversatz oder
einen Linksversatz oder einen Hochversatz oder einen Versatz nach
unten oder einen Versatz nach hinten oder einen Versatz nach vorne
bezogen auf die Peilachse identifizieren.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerung zur Steuerung
des Lichtemitters konfiguriert, um den ersten und/oder den zweiten Lichtkegel
als intermittierendes Licht alternierender Licht-Ein- und Licht-Aus-Pulse
auszugeben. Die Dauer der Ein- und Aus-Pulse entspricht einem ersten
Muster, wenn die Position des Ziels als in eine dritte Richtung
relativ zu der Peilachse der Vorrichtung versetzt beurteilt wird.
Die Dauer der Ein- und Aus-Pulse entspricht weiterhin einem von
dem ersten Muster verschiedenen zweiten Muster, wenn die Position
des Ziels als in eine vierte Richtung relativ zu der Peilachse der
Vorrichtung versetzt beurteilt wird. Die Dauer eines jeden Einzelnen
der Ein- und Aus-Pulse beträgt mehr als 0,6 Sekunden und
kann demzufolge durch einen Benutzer leicht erkannt werden. Alternativ
hierzu kann die Dauer eines jeden Einzelnen der Ein- und Aus-Pulse
mehr als 1,0 Sekunden betragen.
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Basierend
auf der Ausgabe eines ersten bzw. zweiten Musters an Ein- und Aus-Pulsen
kann ein das Ziel manipulierender entfernter Benutzer mit Leichtigkeit
beurteilen, ob das Ziel in der dritten oder vierten Richtung mit
Bezug auf die Peilachse versetzt ist. Diese dritten und vierten
Richtungen können beispielsweise einen Versatz nach oben
oder unten oder nach hinten oder nach vorne oder nach links oder nach
rechts mit Bezug auf die Peilachse identifizieren. Das erste und
zweite Muster können in der Länge des Ein-Pulses
und/oder der Länge des Aus-Pulses verschieden sein. Das
erste und zweite Muster können beispielsweise auch verschiedene
Morsecode identifizieren. Offensichtlich ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die Verwendung von nur zwei verschiedenen Mustern von
Licht-Ein- und Licht-Aus-Pulsen beschränkt.
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Entsprechend
einer Ausführungsform ist die Steuerung zur Steuerung der
oben genannten Lichtemitter konfiguriert, dass beide, der erste
Lichtkegel und der zweite Lichtkegel, ausgegeben werden, wenn die
Position des Ziels gleich einer relativ zu der Peilachse der Vorrichtung
vorgegebenen Position beurteilt wird.
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Demzufolge
wird der das Ziel manipulierende entfernte Benutzer aktiv darüber
informiert, dass das Ziel die mit Bezug auf die Peilachse der Vorrichtung
vorgegebene Position erreicht hat. Es wird betont, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf diese Ausgabe von beiden, dem ersten und dem
zweiten Lichtkegel beschränkt ist, sobald das Ziel die
vorgegebene Position erreicht hat. Der Benutzer kann auf eine andere
Weise davon in Kenntnis gesetzt werden, dass die Position des Ziels
der vorgegebenen Position entspricht, beispielsweise durch eine
abwechselnde Ausgabe des ersten und des zweiten Lichtkegels mit
einem vorgegebenen zeitlichen Abstand, beispielsweise durch Blinken
von beiden, dem ersten und dem zweiten Lichtkegel, oder durch keine Ausgabe
eines Lichtkegels.
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Entsprechend
einer Ausführungsform ist der Detektor in der Lage, die
Position des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung durch
Messen von wenigstens einem Winkel und/oder einer Entfernung und/oder
einer Höhe des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung
zu bestimmen. Die relative Entfernung und demzufolge der Versatz
des Ziels bezogen auf die Peilachse kann entweder direkt (beispielsweise
durch eine auf den Detektor bezogene Messung einer Entfernung zwischen
dem Ziel und der Peillinie) oder implizit (beispielsweise durch
eine Messung eines Winkels zwischen der Peilachse und einer geraden
Linie zwischen der Vorrichtung und dem Ziel in Verbindung mit einer
Messung der Entfernung des Ziels) detektiert werden. Oft genügt
es einfach zu detektieren, auf welcher Seite der Peilachse das Ziel
mit Bezug auf eine bestimmte Position eines durch die Vorrichtung
verwendeten Detektors angeordnet ist. Die Vorrichtung kann offensichtlich
auch mehrere Detektoren für die oben genannte Messung umfassen oder
zusätzliche Messungen mit Bezug auf das Ziel durchführen.
Ein elektronisches Entfernungsmessgerät EDM kann beispielsweise
zur Bestimmung der Entfernung des Ziels (beispielsweise ein Prisma)
verwendet werden, wohingegen ein Winkel zwischen der Peilachse und
einer geraden Linie zwischen der Vorrichtung und dem Ziel durch
identifizieren der Position der Darstellung des Ziels (beispielsweise
eines Prismas oder einer das Prisma tragenden Messlatte) in dem,
durch einen Bildsensor der Vorrichtung ausgegebenem Signal gemessen
wird.
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Entsprechend
einer Ausführungsform wird der Lichtkegel durch den Winkelbereich
definiert, der 50% der durch den Lichtemitter ausgegebenen Lichtintensität
umfasst. Alternativ hierzu wird der Lichtkegel durch den Winkelbereich
definiert, der 70% der durch den Lichtemitter ausgegebenen Lichtintensität
umfasst. Dies kann beispielsweise bei einer Entfernung von einem
Meter gemessen werden.
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Entsprechend
einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Vorrichtung
einen Bildsensor und eine Optik zum Erzeugen einer zweidimensionalen
Abbildung auf den Bildsensor, wobei der Bildsensor die zweidimensionale
Abbildung in ein elektrisches Signal umwandelt. In diesem Fall umfasst
das Messen der Position des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung
ein Identifizieren einer Position einer Darstellung des Ziels in
dem durch den Bildsensor ausgegebenen Signal und ein Vergleichen
der identifizierten Position der Darstellung des Ziels mit einer
der Peilachse entsprechenden Bezugsposition. Die Bezugsposition
ist mit Bezug auf den Bildsensor festgelegt.
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Die
Ausgabe des Bildsensors reicht aus, um die Position des Ziels in
oben genannter Ausführungsform relativ zu der Peilachse
zu identifizieren. Demzufolge ist es nicht notwendig, zusätzlich
eine Orientierung der Peilachse der geodätischen Vorrichtung
in Betracht zu ziehen.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das
Messen der Position des Ziels relativ zu der Vorrichtung ein Beurteilen, ob
die Position des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung
in einer ersten Richtung oder in einer der ersten Richtung entgegengesetzten
zweiten Richtung versetzt ist. Das Ausgeben von wenigstens dem ersten
und/oder dem zweiten Lichtkegel umfasst ein Ausgeben von nur dem
ersten Lichtkegel, wenn das Ziel als in die erste Richtung versetzt
beurteilt wird, und ein Ausgeben von nur dem zweiten Lichtkegel, wenn
das Ziel als in die zweite Richtung versetzt beurteilt wird.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die
Positionsmessung des Ziels mit Bezug auf die Peilachse der Vorrichtung ein
Beurteilen, ob die Position des Ziels in einer dritten Richtung
oder in einer vierten Richtung, die der dritten Richtung entgegengesetzt
ist, mit Bezug auf die Peilachse der Vorrichtung versetzt ist. Darüber
hinaus umfasst das Ausgeben von wenigstens dem ersten und/oder dem
zweiten Lichtkegel ein Ausgeben von wenigstens dem ersten und/oder
dem zweiten Lichtkegel als alternierende Ein- und Aus-Pulse, wobei
die Dauer der Ein- und Aus-Pulse einem ersten Muster entspricht,
wenn die Position des Ziels als in die dritte Richtung versetzt
beurteilt wird und die Dauer der Ein- und Aus-Pulse einem von dem
ersten Muster verschiedenen zweiten Muster entspricht, wenn die
Position des Ziels als in die vierte Richtung versetzt beurteilt
wird. Die Dauer eines jeden Einzelnen der Ein- und Aus-Pulse beträgt
mehr als 0,6 Sekunden.
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Auf
der Basis von dem ausgegebenen ersten zweiten Lichtkegel und/oder
dem ausgegebenen ersten oder zweiten Muster an Ein- und Aus-Pulsen kann
ein das Ziel manipulierender entfernter Beobachter leicht beurteilen,
ob das Ziel mit Bezug auf die Peilachse in der ersten, zweiten,
dritten oder vierten Richtung versetzt ist.
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Entsprechend
einer Ausführungsform umfasst das Messen der Position des
Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung ein Beurteilen, ob
die Position des Ziels relativ zu der Vorrichtung einer vorgegebenen
Position entspricht. Das Ausgeben von wenigstens dem ersten und/oder
dem zweiten Lichtkegel umfasst ein Ausgeben von beiden, dem ersten und
dem zweiten Lichtkegel, wenn die Position des Ziels als der vorgegebenen
Position entsprechend beurteilt wird, um einen das Ziel manipulierenden entfernten
Benutzer aktiv davon in Kenntnis zu setzen, dass das Ziel die vorgegebene
Position mit Bezug auf die Peilachse der Vorrichtung erreicht hat.
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Entsprechend
einer Ausführungsform umfasst das Messen der Position des
Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung ein Messen von wenigstens
einem Winkel und/oder einer Entfernung und/oder einer Höhe
des Ziels relativ zu der Peilachse der Vorrichtung. Demzufolge kann
die relative Entfernung und folglich ein Versatz des Ziels relativ
zu der Peilachse entweder direkt oder indirekt gemessen werden.
Alternativ hierzu kann beispielsweise auf eine einfache Weise bestimmt
werden, auf welcher Seite der Peilachse das Ziel momentan angeordnet
ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im
Folgenden durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
genauer beschrieben, wobei ähnliche oder gleiche Elemente mit ähnlichen
oder gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
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1 zeigt
eine schematische Vorderansicht einer geodätischen Vorrichtung
entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
eine schematische Querschnittsansicht einer Messeinheit der geodätischen
Vorrichtung aus 1;
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3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G zeigen
schematisch eine Vorderansicht der Messeinheit der geodätischen
Vorrichtung entsprechend alternativer Ausführungsformen;
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4 zeigt
schematisch eine Ausführungsform einer Lichtquelle, die
zur Verwendung als Lichtemitter in der geodätischen Vorrichtung
nach 1 geeignet ist;
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5A zeigt
eine schematische Draufsicht auf die geodätische Vorrichtung
und zwei Positionen von Zielen während eines Betriebs der
geodätischen Vorrichtung nach 1 und
-
5B zeigt
eine Seitenansicht davon;
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6A, 6B zeigen
eine Anzeige und die Funktion der Lichtemitter in verschiedenen
beispielhaften Betriebszuständen entsprechend den 5A, 5B;
und
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7 zeigt
ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens
zum Betreiben der geodätischen Vorrichtung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
von beispielhaften Ausführungsformen
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Ausführungsformen
einer geodätischen Vorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung werden im Folgenden durch Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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In
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die geodätische
Vorrichtung 1 ein digitales Videotachymeter, das ein elektronisches
Entfernungsmessgerät, ein Vertikalwinkelmessgerät,
ein Horizontalwinkelmessgerät und ein Höhenmessgerät
umfasst. Die verschiedenen Messgeräte sind durch ein Teleskop 3 zusammen
mit einer zentralen Steuerung 5 realisiert, die mit dem
Teleskop 3 verbunden ist.
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Des
Weiteren ist das Ziel 2 (das in den 5A, 5B dargestellt
ist) eine Messlatte. Die Messlatte trägt ein Prisma. Das
elektronische Entfernungsmessgerät verwendet das Prisma
zur genauen Entfernungsmessung.
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Wie
in 1 gezeigt, besteht die geodätische Vorrichtung 1 aus
einer auf einem Stativ 11 angebrachten Messeinheit 12,
die ein Teleskop 3 umfasst. Die Messeinheit 12,
und demzufolge auch das Teleskop 3, ist um zwei orthogonale
Schwenkachsen 13 und 14 unter Verwendung entsprechender
Schrittmotoren 16', 16 schwenkbar. Der Schwenkwinkel
um die vertikale Schwenkachse 13 wird durch den Sensor 15' gemessen,
wohingegen der Schwenkwinkel um die horizontale Schwenkachse 14 durch
den Sensor 15 gemessen wird. Optische Elemente des Teleskops 3 definieren
eine optische Achse der Vorrichtung. In der in 1 dargestellten
Ausführungsform fällt diese optische Achse mit
einer Peilachse 31 der Vorrichtung 1 zusammen.
Die Peilachse 31 ist die gerade Linie zwischen einer vorgegebenen
Position und der Vorrichtung 1. Ein Lichtemitter 4 ist
auf dem Gehäuse der Messeinheit 12 nahe der Peilachse 31 angeordnet.
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Wie
in 2 dargestellt, ist die Steuerung 5 in
dem Gehäuse der Messeinheit 12 angeordnet. In der
vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung 5 ein
Mikroprozessor. Das Teleskop 3, erste und zweite Lichtquellen 411, 421 des
Lichtemitters 4, die Sensoren 15, 15' und
die Schrittmotoren 16, 16' sind mit der Steuerung 5 verbunden.
Des Weiteren sind ein Display 18 und eine Benutzerschnittstelle 17, 17' mit
der Steuerung 5 verbunden. In der in 2 gezeigten
Ausführungsform umfasst die Messeinheit zusätzlich
zu dem Teleskop 3 einen separaten Entfernungsdetektor 35 (elektronisches
Entfernungsmessgerät), um elektronische Entfernungsmessung durchzuführen.
Alternativ oder zusätzlich hierzu kann ein elektronisches
Entfernungsmessgerät (nicht dargestellt) vorgesehen sein,
das teilweise dieselbe Optik wie das Teleskop 3 verwendet.
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Der
Lichtemitter 4 umfasst erste und zweite Lichtquellen 411 und 421.
Die erste Lichtquelle 411 kann einen ersten Lichtkegel 41 aussenden,
der eine erste Wellenlänge umfasst. Die zweite Lichtquelle 421 kann
einen zweiten Lichtkegel 42 emittieren, der eine von der
ersten Wellenlänge verschiedene zweite Wellenlänge
aufweist.
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Die
erste und die zweite Wellenlänge sind derart ausgewählt,
dass der erste und der zweite Lichtkegel 41, 42 unterschiedliche
Farben aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden sich
die Farben der Lichtkegel in dem CIELAB-Farbraum um 70 Einheiten
in den Koordinaten a* und b*, so dass sie für einen entfernten
Benutzer unterscheidbar sind. Es wird jedoch als ausreichend angenommen,
wenn die Lichtkegel in dem CIELAB-Farbraum um wenigstens 50 Einheiten
mit Bezug auf wenigstens eine der Koordinaten a* und b* verschieden
sind. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform unterscheiden
sich die Wellenlängen der Lichtkegel voneinander um wenigstens
150 nm, um auch für einen entfernten Benutzer leicht unterscheidbar
zu sein. Es wird jedoch als ausreichend angenommen, wenn sich die
Wellenlängen nahe dem gelben Wellenlängenbereich
des sichtbaren Lichts um wenigstens 50 nm unterscheiden, so dass sie
verschiedene Farben haben.
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In
der vorliegenden Ausführungsform liegt die erste Wellenlänge
im grünen Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts,
wohingegen die zweite Wellenlänge im roten Wellenlängenbereich
des sichtbaren Lichts liegt. Die Wellenlängen der Lichtkegel liegen
demzufolge innerhalb des Wellenlängenbereichs des sichtbaren
Lichts von 380 nm bis 780 nm.
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Wie
aus der 2 ersichtlich ist, weisen der erste
Lichtkegel 41 und der zweite Lichtkegel 42 einen
bedeutenden Überlapp auf. Der Überlapp zwischen
den Kegeln beträgt bei einer Entfernung von einem Meter
zu der Vorrichtung 1 mehr als 45%. Die Lichtkegel 41 und 42 sind
in diesem Zusammenhang durch den Winkelbereich festgelegt, der 60%
der durch die entsprechenden Lichtquellen 411, 421 ausgegebenen
Lichtintensität umfasst.
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Entsprechend
einer alternativen Ausführungsform ist es jedoch ausreichend,
wenn der Überlapp des ersten Lichtkegels 41 und
des zweiten Lichtkegels 42 nur 30% beträgt. Darüber
hinaus wird der Lichtkegel entsprechend einer alternativen Ausführungsform
durch den Winkelbereich festgelegt, der 70% oder auch nur 50% der
durch den Lichtemitter ausgegebenen Lichtintensität umfasst.
Dies kann beispielsweise bei einer Entfernung von einem Meter gemessen
werden.
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Das
Teleskop 3 weist einen Bildsensor 32 als einen
Detektor und eine Optik 33 auf, zum Erzeugen einer zweidimensionalen
Abbildung des Bildsensors 32. Der Bildsensor 32 wandelt
ein durch die Optik 33 auf der Oberfläche des
Bildsensors erzeugtes visuelles Bild in ein elektrisches Signal
um. Entfernungen zwischen einigen Linsen der Optik 33 sind
einstellbar, um sowohl eine Fokusfunktionalität als auch
eine Zoomfunktionalität bereitzustellen.
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Die
Objektivlinse der Optik 33 ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet.
Die optische Achse der Objektivlinse 34 fällt
mit der Peilachse 31 des Teleskops 3 zusammen.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt,
dass die Peilachse 31 mit einer optischen Achse einer Objektivlinse
des Teleskops zusammenfällt.
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Die
Peilachse 31 wird häufig auch nominale Absteckrichtung
genannt. Die optische Achse der Objektivlinse 34 ist die
den Pfad definierende imaginäre Linie, entlang welchem
Licht durch die Linse propagiert, wobei das Licht durch das Krümmungszentrum
einer jeden Oberfläche der Linse durchtritt und mit der
Symmetrieachse der Linse bezüglich Rotation zusammenfällt.
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Durch
Identifizieren der für das Ziel und demzufolge für
die Messlatte festgelegten charakteristischen Farbe in dem durch
den Bildsensor 32 ausgegebenen Signal kann eine Darstellung 21 (siehe 6A, 6B)
des Ziels 2 in dem in dem Signal enthaltenen visuellen
Bild mit Leichtigkeit identifiziert werden. Alternativ hierzu kann
beispielsweise eine Darstellung des durch die Messlatte getragenen
Prismas in dem visuellen Bild unter Verwendung einer charakteristischen
Form des Prismas identifiziert werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung einer
charakteristischen Farbe zur Identifizierung der Darstellung 21 des
Ziels 2 in dem durch den Bildsensor 32 ausgegebenen
Signal beschränkt. Verschiedene Verfahren zum Identifizieren eines
Ziels in einem durch einen Detektor ausgegebenen Signal (wie einem
Bildsensor) sind aus dem Stand der Technik bekannt. Alternativ hierzu
kann beispielsweise die Darstellung 21 des Ziels 2 in
dem Signal durch ein Vergleichen des Ausgabesignals mit einem vorgegebenen,
in der Vorrichtung 1 gespeicherten Muster identifiziert
werden. Dieses vorgegebene Mustersignal kann unter Verwendung des durch
die Darstellung 21 des entsprechenden Ziels 2 hervorgerufenen
Signals in dem Ausgangssignal des Bildsensors 32 erzeugt
werden. Demzufolge kann das Mustersignal eine Information bezüglich
wenigstens einer Gestalt und/oder einer Farbe des Ziels umfassen.
Alternativ hierzu kann das Ziel 2 und demzufolge die Messlatte
mit einer bestimmten Art von Reflektor, wie zum Beispiel einem Prisma,
zur vereinfachten Identifikation der Darstellung 21 des
Ziels 2 in dem Ausgangssignal des Bildsensors 32 vorgesehen sein.
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Nachdem
die Darstellung 21 des Ziels 2 im Ausgangssignal
des Bildsensors 32 identifiziert wurde, wird die relative
Position des Ziels 2 mit Bezug auf die Vorrichtung 1 gemessen.
Dies geschieht in der vorliegenden Ausführungsform durch
Vergleichen einer Position der Darstellung 21 des Ziels 2 in dem,
in dem Signal enthaltenem Bild mit einer vorgegebenen Position in
dem Bild, die der Peilachse 31 der Vorrichtung 1 entspricht.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Bild die
der Peilachse 31 der Vorrichtung 1 entsprechende
Position durch den zentralen Pixel des Bildsensors 32 festgelegt.
Demzufolge kann ein vertikaler und ein horizontaler Versatz des
die Darstellung 21 des Ziels 2 bildenden Pixels
mit Bezug auf den zentralen Pixel und demzufolge auf die Peilachse 32 leicht
gemessen werden. Es ist ersichtlich, dass neben dem zentralen Pixel
auch jeder andere Pixel des Bildsensors als Bezugspixel zur Festlegung
der Peilachse 32 verwendet werden kann.
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Obwohl
ein Bildsensor 32, der ein eine zweidimensionale Abbildung
umfassendes Signal erzeugt, als Detektor in der vorliegenden Ausführungsform
verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung
eines Bildsensors zur Detektion der relativen Position des Ziels
mit Bezug auf die Vorrichtung beschränkt. Um die Position
eines Ziels relativ zu einer Peilachse (und demzufolge einer Messachse)
einer geodätischen Vorrichtung optisch zu detektieren,
kann ein jeder Detektor, der eine räumliche Auflösung
bereitstellt, verwendet werden, wie beispielsweise ein Vierquadrantendetektor.
Alternativ hierzu kann die relative Position des Ziels mit Bezug
auf die geodätische Vorrichtung auch durch Rastern der
Umgebung der Vorrichtung, beispielsweise unter Verwendung eines
drehbaren Lasersystems, gemessen werden. Darüber hinaus
ist es nicht notwendig, dass die Position eines Ziels mit Bezug auf
eine Peilachse 31 (und demzufolge auf eine Messachse) einer
geodätischen Vorrichtung auf optischem Wege detektiert
wird, sondern kann auch unter Verwendung von beispielsweise einem
Radarsystem oder Ultraschallsystem detektiert werden.
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Der
elektronische Entfernungsmesser 35 misst direkt die Entfernung
zwischen dem Ziel 2 und der Vorrichtung 1. Entfernungsmessung
wird in der vorliegenden Ausführungsform durch Messen der Laufzeit
eines durch die Vorrichtung 1 emittierten und durch das
von dem Prisma reflektierten Lichtstrahls durchgeführt,
wobei das Prisma von der Messlatte, die das Ziel bildet, getragenen
wird.
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Alternativ
hierzu kann die Distanz unter Verwendung eines separaten Entfernungsdetektors 35 auch
direkt detektiert werden. In 2 misst
der separate Entfernungsdetektor 35 die Laufzeit von am Ziel 2 reflektiertem
Ultraschall.
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Jedoch
ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannte Art der
direkten Entfernungsmessung beschränkt. Im Stand der Technik
sind verschiedene andere Arten von Entfernungsdetektoren, wie beispielsweise
laserbasierte Entfernungsdetektoren, Detektoren des Phasenvergleichstyps,
Detektoren des Impulslaufzeitmesstyps bekannt, die für eine
geodätische Vorrichtung geeignet sind und in der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
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Alternativ
oder zusätzlich hierzu kann die Entfernung zwischen dem
Ziel 2 und der Vorrichtung 1 indirekt unter Verwendung
des Ausgabesignals des Bildsensors 32 gemessen werden.
Dies wird in entsprechenden Ausführungsformen durch Detektieren der
Länge der Darstellung 21 des Ziels 2 (und
demzufolge der Länge der Darstellung von wenigstens der
Messlatte und/oder dem Prisma) in Vertikalrichtung in dem Bild durchgeführt,
das in dem Signal enthalten ist. Die detektierte Länge
der Darstellung 21 des Ziels 2 wird dann mit einem
vorgegebenen Wert für das entsprechende Ziel 2 verglichen,
um die Entfernung zwischen dem Ziel 2 und der Vorrichtung 1 zu
detektieren.
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In
der vorliegenden Erfindung wird das Höhenmeter auch durch
die Verwendung des Bildsensors 32 realisiert. Das Höhenmeter
ist dazu ausgelegt, einen relativen Höhenunterschied zwischen dem
Ziel 2 und der Vorrichtung 1 zu detektieren.
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In
der vorliegenden Ausführungsform wird dies dadurch erreicht,
dass die Messlatte, die als Ziel 2 verwendet wird, mit
einem Muster von wechselnden Lichtreflektivitäten ausgestattet
ist, die in der Längsrichtung der Messlatte angeordnet
sind. Solche Muster von wechselnden Lichtreflektivitäten
sind von herkömmlichen Nivellierlatten bekannt. Die Steuerung 5 analysiert
die Signalausgabe durch den Bildsensor 32, um eine Darstellung
des Musters zu identifizieren. Basierend auf dem identifizierten
Muster wird ein Nivelliersignal durch die Steuerung 5 ausgegeben,
welches eine zwischen der Vorrichtung 1 und dem Ziel 2 detektierte
Höhendifferenz darstellt.
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Die
Funktion der oben beschriebenen geodätischen Vorrichtung 1 wird
nun mit Bezug auf die 5A, 5B, 6A und 6B ausführlicher beschrieben.
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In
den 5A und 5B sind
zwei alternative Betriebszustände dargestellt.
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In
einem ersten Betriebszustand wird nur das Ziel (Messlatte) 2 verwendet.
In diesem ersten Betriebszustand wird nur die zweite Lichtquelle 421 betrieben,
um den zweiten Lichtkegel 42 zu emittieren.
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In
einem zweiten Betriebszustand wird nur das Ziel (Messlatte) 2' verwendet.
In dem zweiten Betriebszustand kann das Ziel 2' identisch
mit dem Ziel 2 des ersten Betriebszustands sein, ist aber
an einer unterschiedlichen Position angeordnet. In diesem zweiten
Betriebszustand wird nur die erste Lichtquelle 411 betrieben,
um den ersten Lichtkegel 41 zu emittieren.
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Jedoch
sind sowohl der erste Lichtkegel 41 als auch der zweite
Lichtkegel 42 in den 5A und 5B skizziert,
da diese Figuren des Weiteren den Überlapp zwischen dem
ersten und dem zweiten Lichtkegel 41, 42 in den
Fällen darstellen sollen, in welchen beide Lichtkegel simultan
emittiert werden.
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In
dem in den 5A und 5B gezeigten ersten
Betriebszustand misst das Teleskop 3 der geodätischen
Vorrichtung, dass das Ziel 2 von der Peilachse 31 nach
links und demzufolge in eine der zweiten Richtung R entgegengesetzte
erste Richtung L versetzt ist. Des Weiteren wird gemessen, dass
das Ziel 2 von einer vorgegebenen Position P auf der Peilachse 31 nach
hinten und demzufolge in eine einer vierten Richtung F entgegengesetzte
dritte Richtung B versetzt ist. Wie aus der 5B ersichtlich
ist, detektiert das Teleskop 3 schließlich, dass
das Ziel 2 von einer vorgegebenen Position P auf der Peilachse 31 nach
oben und demzufolge in einer sechsten Richtung D entgegengesetzte
fünfte Richtung U versetzt ist.
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Die
Position des Ziels 2 bezüglich der Vorrichtung 1 und
bezüglich der Peilachse 31 wird in den 5A und 5B durch
Messen des Winkels α zwischen der Peilachse 31 und
einer geraden Linie zwischen der Vorrichtung 1 und dem
Ziel 2 in Verbindung mit einer Messung der Entfernung A
zwischen der Vorrichtung 1 und dem Ziel 2 unter
Verwendung des Entfernungsdetektors (EDM) 35 gemessen.
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In
der 6A ist eine Bildausgabe auf dem Display 18,
basierend auf einem durch den Bildsensor 32 des Teleskops 3 in
dem ersten Betriebszustand erzeugten Signals dargestellt.
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In
der 6A bezeichnet das Bezugszeichen 21 die
Darstellung des Ziels 2. Die Abweichungsrichtungen L, R,
F, B, U und D, die in der 6A dargestellt
sind, sind für gewöhnlich nicht auf dem Display 18 sichtbar,
werden aber in der Figur gezeigt, um das Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Bezugszeichen 18 bezeichnet eine
Zielmarke, die über das Ausgabesignal des Bildsensors 32 gelegt
ist, um die Peilachse 31 zu indizieren.
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Bei
dem in den 5A, 5B und 6A gezeigten
ersten Betriebszustand, der das Ziel 2 verwendet, steuert
die Steuerung 5 die zweite Lichtquelle 421 des
Lichtemitters 4, um den zweiten Lichtkegel 42 auszugeben.
Die erste Lichtquelle 411 des Lichtemitters 4 emittiert
kein Licht. Die Ausgabe des zweiten Lichtkegels 42, und
demzufolge der Farbe, symbolisiert einem entfernten Benutzer (nicht
dargestellt), der das Ziel 2 bedient, dass das Ziel 2 in
einer linksgerichteten Richtung L mit Bezug auf die Peilachse 31 versetzt
ist. Um dem Benutzer des Weiteren anzuzeigen, dass das Ziel 2 in
einer hinteren Richtung B versetzt ist, steuert die Steuerung 5 die zweite
Lichtquelle 421, so dass der zweite Lichtkegel 42 nicht
ständig sondern als alternierende Ein- und Aus-Pulse ausgegeben
wird. Wie in der 6A dargestellt ist, sind die
Ein- und Aus-Pulse eher lang, um dem entfernten Benutzer anzuzeigen,
dass das Ziel 2 in einer rückwärts gerichteten
Richtung B mit Bezug auf die vorgegebene Position P entlang der
Peilachse 31 versetzt ist. Schließlich steuert
die Steuerung 5 die zweite Lichtquelle 421 dergestalt,
dass ein Morsecode den Buchstaben ”U” in regelmäßigen
Abständen ausgibt (nicht dargestellt in der 6A).
Dies zeigt dem entfernten Benutzer an, dass das Ziel 2 weiterhin
in einer hochgerichteten Richtung U bezüglich der Position
P versetzt ist.
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6B zeigt
die Ausgabe des Displays 18 und den Lichtemitter 4 im
zweiten Betriebszustand, der in den 5A und 5B dargestellt
ist und demzufolge in den Fällen, in denen das Ziel 2' verwendet
wird. In diesem Fall beurteilt das Teleskop 3 das Ziel 2' als
in einer rechtsgerichteten und demzufolge zweiten Richtung R und
in einer vorwärtsgerichteten und demzufolge vierten Richtung
F mit Bezug auf die vorgegebene Position P auf der Peilachse 31 und
in einer nach unten gerichteten und demzufolge sechsten Richtung
D mit Bezug auf diese vorgegebene Position P versetzt.
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In
dem zweiten Betriebszustand, der in der 6B gezeigt
ist, steuert die Steuerung 5 die erste Lichtquelle 411 des
Lichtemitters 4, um einen ersten Lichtkegel 41 und
demzufolge eine Farbe zu emittieren. Die zweite Lichtquelle 421 des
Lichtemitters 4 emittiert kein Licht. Dies zeigt dem entfernten
Benutzer an, dass das Ziel 2' rechtswärts R bezüglich
der Peilachse 31 versetzt ist. Des Weiteren wird der erste Lichtkegel 41 nicht
ständig ausgegeben, sondern als alternierende Ein- und
Aus-Pulse. Die Dauer der Ein- und Aus-Pulse ist eher kurz, um dem
entfernten Benutzer anzuzeigen, dass das Ziel 2' in einer
Vorwärtsrichtung F bezüglich der vorgegebenen
Position P versetzt ist. Schließlich steuert die Steuerung 5 die erste
Lichtquelle 411 dergestalt, dass ein Morsecode, der den
Buchstaben ”D” darstellt, an den entfernten Benutzer
in gleichen Zeitintervallen ausgegeben wird, um den Benutzer davon
in Kenntnis zu setzen, dass das Ziel 2' mit Bezug auf die
vorgegebene Position P um eine nach unten gerichtete Position D
versetzt ist.
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Die
Dauer der Ein- und Aus-Pulse beträgt in 6A 2
Sekunden, wohingegen die Dauer der Ein- und Aus-Pulse in 6B 0,8
Sekunden beträgt. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt,
dass die minimale Dauer des Ein- als auch des Aus-Pulses 0,6 Sekunden
beträgt, um für einen entfernten Benutzer klar
unterscheidbar zu sein.
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Falls
das Ziel 2, 2' exakt auf der vorgegebenen Position
P auf der Peilachse 31 der Vorrichtung 1 angeordnet
ist (diese Situation ist nicht in den Figuren dargestellt), würde
die Steuerung 5 sowohl die erste Lichtquelle 411 als
auch die zweite Lichtquelle 421 ansteuern, so dass beide
Lichtkegel 41, 42 ständig emittiert werden,
um dem Benutzer anzuzeigen, dass das Ziel 2, 2' die
vorgegebene Position erreicht hat.
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3A zeigt
eine Vorderansicht des Gehäuses der Messeinheit 12 der
Vorrichtung entsprechend der in den 1, 2, 5A und 5B gezeigten
Ausführungsform.
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Wie
aus 3A ersichtlich ist, sind die ersten und zweiten
Lichtquellen 411, 421 des Lichtemitters 4 nahe
der Objektivlinse 34 und demzufolge der Peilachse 31 angeordnet.
Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Lichtquellen 411, 421 bezüglich der
Peilachse 31 symmetrisch angeordnet.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solch eine Anordnung
der ersten und zweiten Lichtquellen des Lichtemitters beschränkt.
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Wie
in der 3G dargestellt ist, kann der Lichtemitter 4 und
demzufolge die erste und die zweite Lichtquelle separat von der
Objektivlinse 34 des Teleskops 3 auf dem Gehäuse 12 des
Teleskops 3 angeordnet sein. Alternativ hierzu kann der
Lichtemitter 4 auch auf dem Stativ 11 angeordnet
sein.
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Darüber
hinaus können die ersten und zweiten Lichtquellen 411, 421 des
Lichtemitters 4 nahe zueinander und in der Nähe
des Objektivs 34 des Teleskops 3 angeordnet sein,
wie in den 3B und 3D dargestellt
ist. In diesem Zusammenhang ist es nicht notwendig, dass der Lichtemitter 4 die
Objektivlinse 34 umgibt.
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Wie
in der 3C dargestellt ist, kann der Lichtemitter 4 auch
eine Vielzahl von ersten und zweiten Lichtquellenpaaren aufweisen,
wobei ein jedes Paar aus ersten Lichtquelle 411, 412, 413, 414 besteht,
welche den ersten Lichtkegel 41 gemeinsam emittieren, und
aus zweiten Lichtquellen 421, 422, 423, 424 bestehen,
welche den zweiten Lichtkegel 42 gemeinsam emittieren.
Dadurch wird die Intensität der ersten und zweiten Lichtkegel 41, 42 erhöht.
Die in der 3C gezeigten ersten und zweiten
Lichtquellen sind wechselweise angeordnet und umgeben die Objektivlinse 34 des
Teleskops 3.
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Entsprechend
einer weiteren alternativen Ausführungsform, wie sie in
den 3E und 3F gezeigt
ist, wird eine gemeinsame Lichtquelle 430 verwendet, um
sowohl den ersten Lichtkegel 41 als auch den zweiten Lichtkegel 42 zu
emittieren. Diese gemeinsame Lichtquelle 430 kann eine
LED sein, die in der Lage ist, Licht mit verschiedenen Wellenlängen wahlweise
zu emittieren. Alternativ hierzu kann diese gemeinsame Lichtquelle 430 Weißlicht
emittieren und mit einem austauschbaren Filter kombiniert sein.
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Wie
aus der 3F ersichtlich ist, kann der Lichtemitter 4 auch
eine Vielzahl gemeinsamer Lichtquellen 430, 430' umfassen,
um die Intensität des ersten Lichtkegels 41 und
des zweiten Lichtkegels 42, die durch die gemeinsamen Lichtquellen 430, 430' selektiv
emittiert werden, zu erhöhen. In der 3F ist
eine Messeinheit 12 gezeigt, die keine Objektivlinse 34 aufweist.
Die gemeinsamen Lichtquellen 430, 430' sind jedoch
in der Nähe der Peilachse 31 der Vorrichtung angeordnet.
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Wie
in der 4 gezeigt ist, umfasst jede Lichtquelle 411 des
Lichtemitters 4 in diesen Ausführungsformen eine
Kollimatorlinse 44 vor einer Glühlampe 46,
die das Licht erzeugt. Des Weiteren ist hinter der Glühlampe 46 ein
Reflektor 45 angeordnet. Die Verwendung der Kollimatorlinse 44 und
des Reflektors 45 erhöht die Effizienz der Lichtemission durch
die Lichtquelle 411. Jedoch ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die Verwendung solcher Lichtquellen beschränkt,
da sowohl die Kollimatorlinse 44 als auch der Reflektor 45 nur
optional sind. Die vorliegende Erfindung ist darüber hinaus
nicht auf die Verwendung einer konventionellen Glühlampe
beschränkt, da beispielsweise auch eine Glimmlampe, eine
LED, eine Laserdiode oder eine Entladungslampe zum Erzeugen des
Lichts verwendet werden können. Im Zusammenhang mit LEDs
kann die Kollimatorlinse 44 auch einen Teil der LED darstellen.
-
Mit
Bezug auf die 7 wird schließlich
eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer
geodätischen Vorrichtung bei der Durchführung von
Messungen unter Verwendung eines Ziels beschrieben.
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Entsprechend
dieser Ausführungsform wird die Position des Ziels bezüglich
der Vorrichtung in einem ersten Schritt S1 durch Messen von wenigstens einem
Winkel und/oder einer Entfernung und/oder einer Höhe des
Ziels mit Bezug auf die Vorrichtung gemessen.
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Falls
die Vorrichtung eine optische geodätische Vorrichtung ist,
die einen Bildsensor und eine Optik zum Erzeugen einer zweidimensionalen
Abbildung auf den Bildsensor umfasst, dann kann der Messschritt
S1 wie folgt durchgeführt werden:
Als Erstes kann
eine Position der Darstellung des Ziels in einem durch den Bildsensor
ausgegebenen Signal identifiziert werden, wobei der Bildsensor die zweidimensionale
Abbildung in das Signal umwandelt. Als Zweites kann die identifizierte
Position des dargestellten Ziels mit einer Bezugsposition verglichen
werden, die einer Peilachse der Vorrichtung entspricht. Diese Bezugsposition
ist bezüglich des Bildsensors festgelegt.
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Nach
dem Messen der Position des Ziels in Schritt S1, wird in einem Verfahrensschritt
S10 eine Bestimmung durchgeführt, ob die Position des Ziels bezüglich
der Vorrichtung einer vorgegebenen Position entspricht.
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Wenn
die Antwort JA lautet, dann werden sowohl ein erster Lichtkegel,
der eine erste Wellenlänge aufweist, als auch ein zweiter
Lichtkegel, der eine von der ersten Wellenlänge verschiedene
zweite Wellenlänge aufweist, in Schritt S25 ausgegeben.
In diesem Zusammenhang überlappt der erste Lichtkegel den
zweiten Lichtkegel bei einer Entfernung von einem Meter zu der Vorrichtung
um mindestens 30%. Das Verfahren ist damit beendet.
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Wenn
das Ergebnis des Bestimmungsschritts S10 NEIN lautet, dann wird
der Versatz der Position des Ziels relativ zu der Vorrichtung in
einer ersten Richtung oder in einer der ersten Richtung entgegengesetzten
zweiten Richtung in Schritt S11 bestimmt.
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Wenn
das Ziel als in einer ersten Richtung versetzt beurteilt wird, dann
wird nur der erste Lichtkegel in Schritt S21 ausgegeben, der eine
von der zweiten Wellenlänge verschiedene erste Wellenlänge
aufweist.
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Wenn
das Ziel als in der zweiten Richtung versetzt beurteilt wird, dann
wird nur der zweite Lichtkegel, der die zweite Wellenlänge
aufweist, in Schritt S22 ausgegeben.
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Nach
den Schritten S21 oder S22, oder in dem Fall, in dem kein Versatz
in der ersten oder in der zweiten Richtung in Schritt S11 festgestellt
wird, wird der Versatz der Position des Ziels mit Bezug auf die Vorrichtung
in einer dritten Richtung oder in einer zu der dritten Richtung
entgegengesetzten vierten Richtung, die sich von der ersten und
der zweiten Richtung unterscheidet, in Schritt S12 bestimmt.
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In
dem Fall, dass die Position des Ziels als in eine dritte Richtung
versetzt beurteilt wird, wird in Schritt S23 der erste bzw. der
zweite Lichtkegel als alternierende Ein- und Aus-Pulse ausgegeben,
wobei die Dauer der Ein- und Aus-Pulse einem ersten Muster entspricht,
das sich von einem zweiten Muster unterscheidet.
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Andererseits,
wenn in Schritt S24 die Position des Ziels als in eine vierte Richtung
versetzt beurteilt wird, dann kann der erste bzw. der zweite Lichtkegel
als alternierende Ein- und Aus-Pulse ausgegeben werden, wobei die
Dauer der Ein- und Aus-Pulse dem zweiten Muster entspricht.
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In
jedem Fall beträgt die Dauer eines jeden der Ein- und Aus-Pulse
mehr als 0,6 Sekunden, um für einen entfernten Benutzer
unterscheidbar zu sein.
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Nach
den Schritten S23 bzw. S24 kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück.
Demzufolge wird das Verfahren solange wiederholt, bis die Position
eines Ziels mit Bezug auf die Vorrichtung in Schritt S10 als einer
vorgegebenen Position entsprechend beurteilt wird.
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Während
die Erfindung mit Bezug auf ein digitales Tachymeter beschrieben
wird, das ein elektronisches Entfernungsmessgerät, ein
Vertikalwinkelmessgerät, ein Horizontalwinkelmessgerät
und ein Höhenmeter umfasst, ist es ersichtlich, dass die
vorliegende Erfindung alternativ auch auf ein digitales Tachymeter
angewendet werden kann, das wenigstens ein elektronisches Entfernungsmessgerät und/oder
ein Vertikalwinkelmessgerät und/oder ein Horizontalwinkelmessgerät
und/oder ein Höhenmeter aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf einen digitalen Theodoliten
angewendet werden, der wenigstens ein Vertikalwinkelmessgerät und/oder
ein Horizontalwinkelmessgerät umfasst. Die vorliegende
Erfindung kann alternativ auf ein digitales Nivelliergerät
angewendet werden, das nur ein Höhenmeter umfasst.
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Demzufolge
ist es nicht notwendig, die gesamten oben genannten Messungen durchzuführen. Die
einzige Voraussetzung ist, dass die geodätische Vorrichtung
in der Lage ist, eine Abbildung eines Blickfelds zu erzeugen und
die Darstellung der Messleiste in diesem Bild zu identifizieren.
Basierend auf dem Ergebnis der Identifikation werden die Lichtquellen
der geodätischen Vorrichtung gesteuert, so dass die Richtung
eines Versatzes der Darstellung der Messleiste in dem Bild mit Bezug
auf eine Zielposition in dem Bild einem die Messleiste bedienendem Benutzer
visuell dargestellt wird.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen wurde eine ein
Prisma tragende Messlatte als Ziel verwendet, um die verschiedenen
Messungen durchzuführen. Jedoch ist es ersichtlich, dass
Messlatten ohne einen bestimmten Reflektor oder auch willkürliche
Objekte als Ziele verwendet werden können, abhängig
von der Art der Messtechnik, die die geodätische Vorrichtung
verwendet. Die einzige Voraussetzung ist, dass die geodätische
Vorrichtung in der Lage ist, die verlangten Messungen mit Bezug auf
das Ziel durchzuführen.
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In
diesem Zusammenhang sollte festgestellt werden, dass die Terme ”umfassen”, ”aufweisen”, ”mit” und ”beinhalten” sowie
deren grammatikalische Modifikationen, wie sie in dieser Anmeldung
oder in den Ansprüchen verwendet werden, das Vorliegen von
technischen Merkmalen, wie beispielsweise genannten Komponenten,
Figuren, Zahlen, Schritten oder Ähnlichem anzeigen, und
nicht das Vorliegen oder den Zusatz von einem oder mehrerer alternativer
Merkmale, insbesondere anderer Komponenten, Figuren, Zahlen, Schritten
oder Gruppen daraus, ausschließen.
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Während
die Erfindung mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen,
Modifikationen und Variationen dem Fachmann erkennbar sind. Dementsprechend
sind die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung,
wie sie hierin dargestellt sind, illustrativ und in keinster Weise beschränkend.
Es können verschiedene Änderungen gemacht werden,
ohne von dem Gedanken und dem Geist der vorliegenden Erfindung,
wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
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Zusammenfassung
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Es
wird eine geodätische Vorrichtung (1) zur Durchführung
von Messungen unter Verwendung eines Ziels (2) und ein
Verfahren zum Steuern der geodätischen Vorrichtung offenbart.
Die Vorrichtung (1) umfasst einen Detektor (3)
zur Messung von einer Position des Ziels (2) mit Bezug
auf eine Peilachse (31) der Vorrichtung (1), einen
Lichtemitter (4) zur Ausgabe eines ersten Lichtkegels (41),
der eine erste Wellenlänge aufweist, und eines zweiten
Lichtkegels (42), der eine von der ersten Wellenlänge
verschiedene zweite Wellenlänge aufweist, an die Außenseite der
geodätischen Vorrichtung (1) und eine Steuerung (5),
die sowohl mit dem Detektor (3) als auch dem Lichtemitter
(4) verbunden ist. Der erste Lichtkegel (41) überlappt
den zweiten Lichtkegel (42) in einer Entfernung von einem
Meter zu der Vorrichtung (1) um wenigstens 30%. Die Steuerung
(5) ist zur Steuerung des Lichtemitters (4) basierend
auf der detektierten Position des Ziels (2) und zur Ausgabe
von wenigstens dem ersten Lichtkegel (41) und/oder dem zweiten
Lichtkegel (42) konfiguriert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4560270 [0009, 0012]
- - US 5051934 [0011, 0012]