DE112011103632T5

DE112011103632T5 - Automatisiertes Warmlaufen sowie Stabilitätsprüfung für Lasernachführungsgeräte

Info

Publication number: DE112011103632T5
Application number: DE112011103632T
Authority: DE
Inventors: Peter G. Cramer; John M. Hoffer; Kenneth Steffey
Original assignee: Faro Technologies Inc
Current assignee: Faro Technologies Inc
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2013-08-01
Also published as: CN103069253B; US20120099100A1; CN103069253A; US8659752B2; JP5550790B2; GB201307999D0; GB2497910B; GB2497910A; JP2013543970A; WO2012061122A1

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen, wann ein Lasernachführungsgerät stabil ist, umfasst das Vornehmen einer Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und einer Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen an einem ersten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät, wobei sich die Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und die Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen zeitlich abwechseln, das Berechnen einer Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern basierend auf der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen, das Bestimmen mindestens einer ersten Stabilitätsmetrik in dem Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist, das Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, basierend zumindest teilweise auf der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik und einem ersten Beendigungskriterium, und das Erzeugen einer Anzeige, ob das Lasernachführungsgerät stabil oder nicht stabil ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der amtlich verwandten vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/406,393, eingereicht am 25. Oktober 2010, die hier durch Bezugnahme vollständig aufgenommen ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Warmlaufen und die Stabilität von Instrumenten, und insbesondere Systeme und Verfahren zum automatischen Warmlaufenlassen von Instrumenten, wie Lasernachführungsgeräten, oder zum Überprüfen der Stabilität derartiger Instrumente.
HINTERGRUND
Es gibt eine Klasse von Instrumenten, die die Koordinaten eines Punktes durch Aussenden eines Laserstrahls auf den Punkt messen. Der Laserstrahl kann direkt auf den Punkt oder aber auf ein Retroreflektorziel treffen, das mit dem Punkt in Kontakt steht. In beiden Fällen bestimmt das Instrument die Koordinaten des Punktes durch Messen des Abstands und der zwei Winkel zu dem Ziel. Der Abstand wird mit einer Distanzmessvorrichtung gemessen, wie einem Absolutdistanzmesser (ADM) oder einem Interferometer. Die Winkel werden mit einer Winkelmessvorrichtung, wie einem Winkelschrittgeber, gemessen. Ein kardanisch aufgehängter Strahlführungsmechanismus innerhalb des Instruments lenkt den Laserstrahl auf den entsprechenden Punkt. Beispielhafte Systeme zur Bestimmung von Koordinaten eines Punktes sind in dem US-Patent Nr. 4,790,651 von Brown et al. und dem US-Patent Nr. 4,714,339 von Lau et al. beschrieben.
Das Lasernachführungsgerät ist eine besondere Art von Koordinaten-Messvorrichtung, die das Retroreflektorziel mit einem oder mehreren Laserstrahlen nachführt, die es aussendet. Eine Vorrichtung, die mit dem Lasernachführungsgerät eng verwandt ist, ist der Laserscanner. Der Laserscanner sendet einen oder mehrere Laserstrahlen zu Punkten auf einer diffusen Oberfläche. Das Lasernachführungsgerät und der Laserscanner sind beides Koordinaten-Messvorrichtungen. Beispielhafte Laserscanner sind in dem US-Patent Nr. 7,430,068 von Becker et al., das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, und in dem US-Patent Nr. 7,847,922 von Gittinger et al., das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben. Es ist heute gängige Praxis, den Begriff Lasernachführungsgerät auch für Laserscannervorrichtungen mit einer Abstands- und Winkelmessmöglichkeit zu verwenden. Es gibt auch eine hybride Kategorie von Instrumenten, die als Totalstationen oder Tachymeter bekannt sind und einen Retroreflektor oder einen Punkt einer diffus streuenden Oberfläche messen können. Eine beispielhafte Totalstation ist in dem US-Patent Nr. 4,346,989 von Gort et al. beschrieben. Lasernachführungsgeräte, die typischerweise Genauigkeiten in der Größenordnung von einem Tausendstel Inch und unter gewissen Umständen von bis zu ein oder zwei Mikrometern haben, sind normalerweise viel genauer als Totalstationen oder Scanner. In dieser Anmeldung wird durchgehend die weite Definition eines Lasernachführungsgeräts, das Laserscanner und Totalstationen umfasst, verwendet.
Normalerweise sendet das Lasernachführungsgerät einen Laserstrahl auf ein Retroreflektorziel. Eine übliche Art von Retroreflektorziel ist der sphärisch montierte Retroreflektor (SMR), der einen würfeleckigen Retroreflektor aufweist, der in einer Metallkugel eingebettet ist. Der würfeleckige Retroreflektor weist drei zueinander senkrechte Spiegel auf. Die Spitze des Winkels, welche der übliche Schnittpunkt der drei Spiegel ist, befindet sich in der Mitte der Kugel. Auf Grund dieser Anordnung des Winkels innerhalb der Kugel bleibt der senkrechte Abstand von der Spitze zu irgendeiner Oberfläche, auf der der SMR ruht, konstant, und dies selbst, wenn der SMR gedreht wird. Folglich kann das Lasernachführungsgerät die 3D-Koordinaten einer Oberfläche messen, indem es der Position eines SMR folgt, wenn dieser über die Oberfläche bewegt wird. Mit anderen Worten muss das Lasernachführungsgerät nur drei Freiheitsgrade (einen radialen Abstand und zwei Winkel) messen, um die 3D-Koordinaten einer Oberfläche vollständig zu kennzeichnen.
Kompensationsparameter sind numerische Werte, die in einer für das Nachführungsgerät zugänglichen Software oder Firmware gespeichert sind. Diese numerischen Werte werden auf Rohdaten des Nachführungsgeräts angewandt, um die Genauigkeit des Nachführungsgeräts zu verbessern. Zunächst findet der Hersteller des Nachführungsgeräts die Kompensationsparameter durch Durchführung von Messungen, was als Kompensationsverfahren bezeichnet wird. Später wird das Nachführungsgerät beim Kunden verwendet, um Messungen vorzunehmen. Das Nachführungsgerät wird regelmäßig auf seine Genauigkeit geprüft, indem Zwischentests durchgeführt werden. Wenn die Genauigkeit unter der Norm liegt, führt der Bediener des Nachführungsgeräts ein oder mehr Kompensationsverfahren im Fabrikraum durch. Diese können von wenigen Minuten bis zu einer Stunde oder länger dauern, je nach dem besonderen Nachführungsgerät und den erforderlichen Tests. In den meisten Fällen ist die Hauptursache für eine verringerte Genauigkeit des Nachführungsgeräts ein Wärmedrift, obwohl auch mechanische Erschütterungen eine wichtige Rolle spielen können.
Kompensationsparameter betreffen im Allgemeinen physikalische Kenndaten des Instruments. In nachstehend angegebenen Beispielen beziehen sich einige der Kompensationsparameter auf (1) den Versatz eines Laserstrahls in Bezug auf einen mechanischen Drehpunkt (Kardanpunkt), (2) den Winkel eines Laserstrahls in Bezug auf eine senkrecht zu zwei mechanischen Achsen gezogene Linie, und (3) die nicht bestehende Rechteckigkeit von zwei mechanischen Achsen. Viele andere Arten von Kompensationsparametern werden verwendet, aber im Allgemeinen beziehen sich diese Kompensationsparameter (die auch als kinematische Modellparameter oder einfach Parameter bezeichnet werden) auf physikalische Kenndaten des Instruments. Nachstehend werden die Begriffe Kompensationsparameter und Parameter synonym verwendet.
Wenn ein Lasernachführungsgerät eingeschaltet wird, nachdem es längere Zeit ausgeschaltet war, läuft es durch die durch die Motoren und die interne Elektronik erzeugte Wärme warm. Nach einem Zeitraum, typischerweise im Bereich von einer oder zwei Stunden, erreicht das Nachführungsgerät eine stabile Gleichgewichtstemperatur, wenn die Umgebungstemperatur stabil ist. Nachdem das Warmlaufen abgeschlossen ist, erfordert die Praxis der Standardmesstechnik eine Kompensation des Instruments, gefolgt von einem Zwischentestverfahren, um zu überprüfen, ob die Kompensation erfolgreich war. Nachdem die Kompensation und das Testverfahren abgeschlossen sind, ist das Nachführungsgerät zur Messung bereit. Wenn das Kompensationsverfahren an dem Lasernachführungsgerät vorgenommen wird, bevor das Nachführungsgerät vollständig warmgelaufen ist, ändern sich die Kompensationsparameter weiterhin, während das Nachführungsgerät weiter warmläuft. Während dies geschieht, werden die Kompensationsparameter immer ungenauer und die Messergebnisse verschlechtern sich dementsprechend.
Aus praktischer Sicht ist die Zeit für das Warmlaufen, die Kompensation und das Testen verlorene Zeit, da das Nachführungsgerät für Messungen nicht zur Verfügung steht. Aus diesem Grund ist es in der Messtechnik Standardpraxis, das Nachführungsgerät wann immer möglich kontinuierlich eingeschaltet zu lassen. Dadurch kann auf die Aufwärmphase verzichtet werden, und es wird gewährleistet, dass das Nachführungsgerät jederzeit bereit ist, Messungen vorzunehmen.
In vielen wirklichen Situationen ist es jedoch nicht möglich, das Instrument kontinuierlich zu betreiben. Zum Beispiel muss das Instrument vielleicht mal gelagert oder zu einem anderen Arbeitsplatz transportiert werden, oder der Benutzer möchte einfach Energie sparen. In solchen Fällen ist es nicht möglich, ein Warmlaufen zu vermeiden. In diesen Fällen kann man nur darauf hoffen, die sowohl für das Instrument als auch für den Benutzer verlorene Zeit zu minimieren.
Das Szenario des Warmlaufens bringt den Benutzer in eine schwierige Situation. Einerseits muss der Aufwand an Zeit, die durch das Warten auf das Warmlaufen des Instruments verloren geht, minimiert werden. Andererseits ist die Genauigkeit in anschließenden Messungen erforderlich. Mit diesem Kompromiss sind Benutzer von Lasernachführungsgeräten jedes Mal konfrontiert, wenn sie ihre Instrumente einschalten.
Die Schwierigkeit wird noch dadurch verschärft, dass jede Warmlaufsequenz anders verläuft. Das genaue Verhalten hängt von der anfänglichen Temperaturverteilung in dem Nachführungsgerät, den Umgebungsbedingungen sowie den Eigenarten des jeweiligen Instruments ab. Das anfängliche Einschwingverhalten und schließlich das Verhalten des eingeschwungenen Zustands werden bis zu einem gewissen Grad durch statistisches Rauschen und Langzeitdrift überdeckt. Während das Langzeitverhalten grob eingeschwungen ist, gibt es außerdem ein Subjektivitätselement, wenn ein menschlicher Bediener entscheidet, ob das Instrument einem Beharrungswert nahe genug gekommen ist. Mit anderen Worten ist das Verhalten eines Lasernachführungsgeräts während seines Warmlaufens im Einzelnen komplex, und die Bestimmung, wann das Nachführungsgerät warmgelaufen ist, ist eine nicht triviale Aufgabe.
Vielleicht besteht die größte Einschränkung der vorliegenden Verfahren darin, dass es keine Garantie gibt, dass der Benutzer über ausreichend Geschick und Wissen verfügt, um die Bestimmung bezüglich des Warmlaufens korrekt zu treffen, was zu vielen Fehlern führen kann.
Bis zu einem gewissen Grad kann die Art und Weise, wie das Nachführungsgerät angebracht ist, die erforderliche Warmlaufzeit verkürzen helfen. Ein Beispiel für diese Art der Anbringung eines Nachführungsgeräts ist in der veröffentlichten US-Anmeldung Nr. 2010/0195117 von Easley et al. angegeben. Dieses Anbringungsverfahren stellt jedoch kein Verfahren zur Bestimmung, wie lange man warten muss, bis das Nachführungsgerät warmgelaufen ist, zur Verfügung.
Es besteht auch ein Bedarf, die Stabilität eines Instruments, wie eines Lasernachführungsgerätes, zu überprüfen, selbst wenn das Instrument bereits warmgelaufen ist. Ein Grund für die Überprüfung der Instrumentenstabilität besteht darin, sicher zu gehen, dass die Leistung beständig erfüllt wird. Besonders günstig ist es, wenn ein derartiges Verfahren des Überprüfens des Instruments automatisch erfolgt. Wenn das Instrument nicht die erwartete absolute Leistung oder Stabilität aufweist, ist es außerdem äußerst wünschenswert, ein Verfahren an der Hand zu haben, um die Ursache für die verringerte Leistung oder Stabilität zu diagnostizieren. Es kann auch wünschenswert sein, Prüfern eine ”Papierspur” zur Verfügung zu stellen, die zeigt, dass das Lasernachführungsgerät beim Gebrauch warmgelaufen oder stabil war.
Es wird ein genaues, objektives, quantitatives und gegebenenfalls automatisiertes Verfahren zur Bestimmung, wann ein Instrument warmgelaufen oder stabil ist, benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG
Mindestens eine beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Bestimmung, wann ein Lasernachführungsgerät stabil ist, wobei das Verfahren aufweist: Vornehmen einer Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und einer Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen an einem ersten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch einen Prozessor, wobei sich die Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und die Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen zeitlich abwechseln, Berechnen einer Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern in dem Prozessor, basierend auf der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen, Bestimmen mindestens einer ersten Stabilitätsmetrik in dem Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist, Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik und einem ersten Beendigungskriterium; und Erzeugen einer Anzeige, ob das Lasernachführungsgerät stabil oder nicht stabil ist.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Bestimmen, wann ein Lasernachführungsgerät stabil ist, wobei das Verfahren aufweist: Vornehmen einer Vielzahl von ersten Winkelmessungen in einem ersten Vorderseitenmodus und einer Vielzahl von zweiten Winkelmessungen in einem ersten Rückseitenmodus an einem ersten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch einen Prozessor, wobei sich die Vielzahl von ersten Winkelmessungen und die Vielzahl von zweiten Winkelmessungen zeitlich abwechseln, Berechnen einer Vielzahl von ersten Winkelunterschieden durch den Prozessor, basierend auf der Vielzahl von ersten Winkelmessungen und der Vielzahl von zweiten Winkelmessungen, Bestimmen mindestens einer ersten Stabilitätsmetrik durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten Winkelunterschieden, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist, Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik und einem ersten Beendigungskriterium; und Erzeugen einer Anzeige, ob das Lasernachführungsgerät stabil oder nicht stabil ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun nur beispielhaft Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die als beispielhaft und nicht einschränkend anzusehen sind, wobei in mehreren Figuren gleiche Elemente mit den gleichen Nummerierungen versehen sind, wobei:
1 ein Lasernachführungsgerät veranschaulicht, in dem beispielhafte automatisierte Warmlauf- und Stabilitäts-Ausführungen umgesetzt sein können;
2 ein Diagramm eines typischen doppelseitigen Fehlers (in beliebigen Einheiten) gegenüber Zeit (in beliebigen Einheiten) veranschaulicht, wobei der Klarheit halber das Rauschen entfernt wurde;
3 ein Flussdiagramm für ein Stabilitätsverfahren gemäß beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht;
4 ein Stabilitätsverfahren veranschaulicht, das die Berechnung von Parametern einbezieht, gemäß beispielhaften Ausführungsformen;
Die 5–8 Diagramme der Stabilitätsmetrik in Prozent gegenüber der Anzahl an Selbstkompensationszyklen veranschaulichen, um das Verfahren in 4 zu zeigen;
9 ein beispielhaftes Rechensystem für ein Lasernachführungsgerät veranschaulicht;
10 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Überprüfen der Stabilität eines Lasernachführungsgerätes veranschaulicht; und
11 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Überprüfen der Stabilität eines Lasernachführungsgerätes veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 veranschaulicht ein Lasernachführungsgerät 10, in dem beispielhafte automatisierte Warmlauf- und Stabilitäts-Ausführungen umgesetzt sein können. Das Lasernachführungsgerät 10 sendet einen Laserstrahl 46 von dem Lasernachführungsgerät 10 zum SMR 26, der den Laserstrahl 48 zu dem Nachführungsgerät 10 zurücksendet. Der Laserstrahl 48 hat eine leicht verringerte Lichtleistung im Vergleich zu dem Laserstrahl 46, ist ansonsten jedoch fast identisch zu dem Laserstrahl 46. Ein beispielhafter kardanisch aufgehängter Strahlführungsmechanismus 12 des Lasernachführungsgerätes 10 umfasst einen Zenitwagen 14, der auf einer Azimutbasis 16 montiert ist und um die Azimutachse 20 gedreht wird. Eine Nutzlast 15 ist auf dem Zenitwagen 14 angebracht und wird um die Zenitachse 18 gedreht. Die mechanische Zenitrotationsachse 18 und die mechanische Azimutrotationsachse 20 schneiden sich orthogonal innerhalb des Nachführungsgerätes 10 an einem Kardanpunkt 22, der typischerweise der Ausgangspunkt für Distanzmessungen ist. Ein Laserstrahl 46 geht virtuell durch den Kardanpunkt 22 hindurch und weist orthogonal auf die Zenitachse 18. Mit anderen Worten befindet sich der Weg des Laserstrahls 46 in der Ebene, die zu der Zenitachse 18 senkrecht ist. Der Laserstrahl 46 wird durch Drehung der Nutzlast 15 um die Zenitachse 18 und durch Drehung des Zenitwagens 14 um die Azimutachse 20 in die gewünschte Richtung gelenkt. Ein Zenit- und ein Azimut-Winkelschrittgeber, die in dem Nachführungsgerät enthalten sind (nicht gezeigt), sind an der mechanischen Zenitachse 18 und der mechanischen Azimutachse 20 angebracht und zeigen die Drehwinkel mit hoher Genauigkeit an. Der Laserstrahl 46 geht zum SMR 26 und dann zurück zum Lasernachführungsgerät 10. Das Nachführungsgerät 10 misst den radialen Abstand zwischen dem Kardanpunkt 22 und dem Retroreflektor 26 sowie die Drehwinkel um die Zenit- und Azimutachsen 18, 20, um die Position des Retroreflektors 26 innerhalb des Kugelkoordinatensystems des Nachführungsgeräts zu finden.
Der Vorderseitenmodus ist als der normale Betriebsmodus des Nachführungsgeräts definiert. Der Rückseitenmodus wird durch Starten im Vorderseitenmodus und dann Ausführen der folgenden Schritte erhalten: (1) Drehen der Azimutachse um 180 Grad; (2) Drehen der Zenitachse (die eine Nutzlast oder einen Spiegel drehen kann), um den negativen Winkel des ursprünglichen Zenitwinkels zu erhalten (wobei die Richtung der Azimutachse 20 einem Zenitwinkel von null entspricht); und (3) Einschalten der Nachführung. Durch den letzten Schritt wird der Laserstrahl veranlasst, sich zur richtigen Position auf dem Winkel oder dem Spiegel zu bewegen, so dass der Laserstrahl 48 den Weg des Laserstrahls 46 nochmals nachführt. Bei einem idealen Lasernachführungsgerät sind die gemessenen Winkel eines Retroreflektor- oder Spiegelziels im Vorderseitenmodus und im Rückseitenmodus gleich. Bei einem realen Nachführungsgerät sind diese Winkel nicht genau gleich, und die Differenz ist eine Anzeige der Qualität der Messung des Nachführungsgeräts. Die doppelseitige Messung ist besonders für Parameterfehler empfindlich, was nachstehend genauer besprochen wird, und liefert somit einen wirksamen Test zum schnellen Bewerten eines Lasernachführungsgeräts.
Der Begriff Lasernachführungsgerät kann im weiten Sinne verwendet werden, so dass er Laserscanner-Vorrichtungen ebenso wie herkömmliche Lasernachführungsgeräte umfasst. Eine doppelseitige Messung kann unter Verwendung eines Laserscanners erhalten werden, aber in einem Scanner ist keine Nachführungsfunktion enthalten. Stattdessen misst der Scanner das diffuse Ziel, was eine Kugel sein kann, durch Messen der Kugel an einer Reihe von Punkten in dem Vorderseitenmodus. Es wird ein Best-Fit-Verfahren durchgeführt, um die beste Schätzung des Kugelzentrums im Vorderseitenmodus zu finden, und zwar durch Anwenden eines Optimierungsverfahrens, um eine Kugel an den von dem Laserscanner erfassten ”Punkteschwarm” anzupassen. Um in den Rückseitenmodus zu gelangen, wird die Azimutachse um 180 Grad gedreht, und die Zenitachse (die einen Spiegel drehen kann) wird zum negativen Winkel des ursprünglichen Zenitwinkels gedreht (in einem Kugelkoordinatensystem mit einem Zenitwinkel von null Grad entsprechend der Richtung ”gerade nach oben”). Der Scanner misst das diffuse Ziel ein zweites Mal im Rückseitenmodus durch Anwenden eines Optimierungsverfahrens, um eine Kugel an den von dem Laserscanner erfassten ”Punkteschwarm” anzupassen. Ein Best-Fit-Verfahren wird durchgeführt, um die beste Schätzung des Kugelzentrums im Rückseitenmodus zu finden. Der Unterschied zwischen dem berechneten Vorderseiten- und Rückseitenzentrum wird als doppelseitiger Fehler genommen.
Bei der doppelseitigen Messung wird ein (x, y, z)-Wert im Vorderseitenmodus und ein (x, y, z)-Wert im Rückseitenmodus erhalten. Hier sind x, y und z Koordinaten innerhalb des festen Bezugsrahmens innerhalb dem sich das Lasernachführungsgerät befindet. Bei doppelseitigen Messungen ist es üblich, den radialen Abstand für den Vorderseiten- und den Rückseitenmodus auf den gleichen Wert zu setzen. Daraus ergibt sich, dass der Unterschied zwischen den Vorderseiten- und Rückseiten-Koordinatenablesungen vollkommen entlang der Querrichtung liegt. Hier ist die Querrichtung als die Richtung senkrecht zu dem Laserstrahl von dem Nachführungsgerät definiert. Der doppelseitige Unterschied, auch als doppelseitiger Fehler bekannt, ist der Querabstand zwischen im Vorderseiten- und im Rückseitenmodus erhaltenen Ablesungen.
Der Grund dafür, dass doppelseitige Messungen besonders wirksam beim Anzeigen von Problemen mit dem Nachführungsgerät sind, liegt darin, dass sie für viele der typischen Fehlermodi innerhalb eines Lasernachführungsgeräts empfindlich sind. In einem idealen Nachführungsgerät geht der Laserstrahl zumindest virtuell durch den Kardanpunkt des Nachführungsgeräts hindurch. In einem realen Nachführungsgerät ist der Laserstrahl in Bezug auf den Kardanpunkt versetzt. Dieser Versatz ergibt zwei Parameter – TX und TY – die einfach die Versatzabstände in der X- und Y-Richtung an der Linie sind, die dem Kardanpunkt am nächsten ist. Hier werden die X- und die Y-Richtung in Bezug auf die Nutzlast 15 in 1 genommen. (Diese unterscheiden sich von den x- und y-Richtungen, die in Bezug auf den festen Bezugsrahmen genommen werden, innerhalb dem sich das Lasernachführungsgerät befindet.) Solange diese Parameter stabil und genau bekannt sind, verursacht der Versatz in dem Laserstrahl in Bezug auf den Kardanpunkt keinen Fehler. Wenn sich jedoch der Versatz mit der Temperatur ändert, zum Beispiel wenn das Nachführungsgerät warm läuft, ändern sich auch die richtigen Werte von TX und TY. Die doppelseitige Messung ist sehr empfindlich für TX- und TY-Fehler.
In einem idealen Nachführungsgerät ist der Laserstrahl senkrecht zu der mechanischen Azimutachse und der mechanischen Zenitachse. In einem realen Nachführungsgerät weicht der Laserstrahl leicht von der Senkrechten ab. Diese Neigung des Laserstrahls ergibt zwei Parameter – RX und RY – die einfach die Winkelneigungen um die X- und Y-Richtung sind. Solange diese Parameter stabil und genau bekannt sind, verursacht die Neigung in dem Laserstrahl in Bezug auf die mechanischen Achsen keinen Fehler. Wenn sich jedoch der Versatz mit der Temperatur ändert, zum Beispiel wenn das Nachführungsgerät warm läuft, ändern sich auch die richtigen Werte von RX und RY. Die doppelseitige Messung ist für RX- und RY-Fehler sehr empfindlich.
Die Verfahren zum Finden der Parameter TX, TY, RX, RY für die Art von Nachführungsgerät, die in 1 gezeigt ist, sind in dem US-Patent Nr. 7,327,446 ('446) von Cramer et al. beschrieben, das hier bezugnehmend einbezogen ist. Andere Formeln sind auf Lasernachführungsgeräte anwendbar, die andere Strahlführungsverfahren verwenden. Zum Beispiel verwenden manche Lasernachführungsgeräte einen Spiegel, um den Laserstrahl zu führen, und diese Nachführungsgeräte haben andere Parameter als das in 1 gezeigte Nachführungsgerät. Doppelseitige Tests werden jedoch verwendet, um für alle Arten von Nachführungsgeräten unabhängig von dem Strahlführungsmechanismus Probleme zu erkennen und Parameter zu finden.
Doppelseitige Fehler können auch andere Arten von Fehlern von Nachführungsgeräten widerspiegeln. Zum Beispiel kann es für viele Arten von Fehlern, die bei Winkelschrittgebern vorkommen, empfindlich sein. Unter manchen Bedingungen ist es auch empfindlich für Fehler der mangelnden Rechteckigkeit der Achse.
Wenn das Nachführungsgerät stabil ist, kann die doppelseitige Messung als Teil eines Kompensationsverfahrens verwendet werden, um die richtigen Parameterwerte zu finden. Wenn das Nachführungsgerät nicht stabil ist, kann die Veränderlichkeit bei den doppelseitigen Messwerten verwendet werden, um diese mangelnde Stabilität zu erkennen. Die besonderen Parameterwerte und wie sich diese Werte im Laufe der Zeit ändern, können als ein Diagnosewerkzeug verwendet werden, um den Benutzer oder Servicevertreter dabei zu unterstützen, die physikalische Ursache für jedes Problem, das auftreten kann, zu finden. Dies ist einer der Gründe, warum die hier beschriebenen beispielhaften Verfahren nützlich sind, um die Stabilität eines Nachführungsgeräts, das bereits warmgelaufen ist, sowie auch eines Nachführungsgerätes, das sich in der Warmlaufphase befindet, zu überprüfen.
Beispielhafte Ausführungsformen, die hier nachstehend beschrieben werden, gelten für Verfahren, um schnell ein beständiges Warmlaufen von Nachführungsgeräten zu gewährleisten. Beispielhafte Ausführungsformen können das Durchführen von wiederholten doppelseitigen Messungen (d. h. Vorderseiten- und Rückseitenmessungen) an einem einzelnen Retroreflektorziel, das sich entweder auf einem Nachführungsgerät (d. h. ein eingebautes Ziel, zum Beispiel wie es in der '446 beschrieben ist) oder an einem beliebigen Punkt in dem das Nachführungsgerät umgebenden Volumen befinden. Wenn sich der Punkt außerhalb des Nachführungsgeräts befindet, kann der Retroreflektor in einer Aufnahme angeordnet werden, die zum Beispiel an einem Boden, einem Instrumentenstand oder einer Struktur angebracht sein kann. Diese Messungen können in gleichmäßigen Abständen erfolgen, die zeitlich eng aufeinander folgen können. Nachdem jede doppelseitige Messung erfolgt ist, wird der doppelseitige Fehler, der als die Differenz des Abstands zwischen den Ablesungen von dreidimensionalen Koordinaten im Vorderseiten- und Rückseitenmodus definiert ist, berechnet. Die doppelseitigen Ablesungen werden für die Entscheidung verwendet, ob das Nachführungsgerät stabil ist. Möglichkeiten hierfür werden nachstehend besprochen.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein zweites Ziel derart zugefügt werden, dass die Translationsfehler (zum Beispiel TX- und TY-Fehler) und Winkelfehler (zum Beispiel RX- und RY-Fehler) getrennt werden. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Translations- und Winkelfehler in dem Nachführungsgerät zu trennen. Die erste Möglichkeit besteht darin, zwei verschiedene Retroreflektorziele mit verschiedenen Abständen anzuordnen. Entfernte Ziele unterliegen eher den Wirkungen von Winkelfehlern als nahe Ziele, während entfernte und nahe Ziele ebenso von Translationsfehlern betroffen sind. Daher können doppelseitige Messungen an zwei Retroreflektorzielen durchgeführt werden, die mit zwei verschiedenen Entfernungen angeordnet sind. Die Ablesungen von diesen Messungen können verwendet werden, um die zwei Arten von Fehlern zu trennen.
Eine zweite Möglichkeit der Trennung von Translations- und Winkelfehlern besteht darin, einen Retroreflektor als erstes Ziel und einen Spiegel als zweites Ziel zu wählen. Die Spiegel sprechen am stärksten auf Winkelfehler in dem Nachführungsgerät an, während die Retroreflektoren sowohl auf Winkel- als auch auf Translationsfehler ansprechen. Das Verfahren zum Trennen von Translations- und Winkelfehlern unter Verwendung von Retroreflektor- und Spiegelzielen wird im Einzelnen in der '446 erläutert. Das Kriterium zur Entscheidung, wann ein Nachführungsgerät warmgelaufen ist, basiert auf Deltawerten von doppelseitigen Messungen für die beiden verschiedenen Ziele. Eine Vielfalt von spezifischen mathematischen Regeln kann verwendet werden, um zu entscheiden, wann ein Nachführungsgerät warmgelaufen ist, wie es nachstehend beschrieben wird.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden Parameter aus den doppelseitigen Messungen berechnet. Einige Parameter (zum Beispiel RX und RY für einige Arten von Nachführungsgeräten) können unter Verwendung von Spiegelzielen alleine erfasst werden. Andere Arten von Parametern (zum Beispiel TX und TY für einige andere Arten von Nachführungsgeräten) werden unter Verwendung von zwei oder mehr Retroreflektor- oder Spiegelzielen erfasst. Die relevanten Parameter unterscheiden sich je nach spezifischem Nachführungsgerät. Zum Beispiel sind Parameter für eine Art von Nachführungsgerät, das einen Lenkspiegel verwendet, um den Laserstrahl aus dem Nachführungsgerät zu richten, anders als für die in 1 gezeigte Art von Nachführungsgerät. Im Allgemeinen können alle Parameter für alle Arten von Nachführungsgeräten in einer mathematischen Regel verwendet werden, die anzeigt, wann ein Nachführungsgerät warmgelaufen oder stabil ist.
In einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen kann das Nachführungsgerät 10 eine Benutzerschnittstelle umfassen, die dem Benutzer den Fehler des Nachführungsgeräts 10 relativ zu dem maximalen zulässigen Fehler (MZF) für diesen besonderen Zielpunkt mitteilen würde, wenn der Benutzer beginnen würde, das Nachführungsgerät zu irgendeinem besonderen Zeitpunkt zu verwenden. Der MZF ist eine Spezifikation, die der Hersteller des Nachführungsgeräts angibt und die die Genauigkeit des Nachführungsgeräts als eine Funktion der Entfernung angibt.
2 veranschaulicht ein Diagramm von doppelseitigen Fehlern (in beliebigen Einheiten) auf der vertikalen Achse gegenüber Zeit (in willkürlichen Einheiten) auf der horizontalen Achse. Das Diagramm veranschaulicht, dass, wenn das Nachführungsgerät 10 warmläuft, dieses zunächst einen anfänglichen doppelseitigen Fehlerwert 215 hat. Während es warmläuft, ändert sich der doppelseitige Fehler schnell in einer Einschwingphase 210. Im Laufe der Zeit tritt das Nachführungsgerät 10 in eine Plateau-Phase 220 ein, in der sich der doppelseitige Fehler einem Plateauwert 225 nähert, der auch als Beharrungswert bezeichnet werden kann. Wenn sich das Nachführungsgerät 10 dem Plateauwert nähert, wird es als stabil und bereit zur Kompensation angesehen.
10 zeigt ein Flussdiagramm für eine erste beispielhafte Ausführungsform für ein Verfahren 1000 zur Bestimmung, ob ein Instrument, wie ein Lasernachführungsgerät, warmgelaufen oder stabil ist. Mindestens ein Ziel, das ein Retroreflektor, ein Spiegel oder ein diffus reflektierendes Objekt sein kann, ist erforderlich. Es können zusätzliche Ziele, die jede Kombination von Retroreflektoren, Spiegeln und diffus reflektierenden Objekten sein können, verwendet werden. Das Verfahren umfasst die Schritte 1010, 1020, 1030, 1040, 1050, 1060 und 1070. Schritt 1010 besteht in der Durchführung einer Messung eines jeden Ziels im Vorderseitenmodus. Schritt 1020 besteht in der Durchführung einer Messung eines jeden Ziels im Rückseitenmodus. Die Reihenfolge für die Durchführung der Vorderseiten- und Rückseitenmessung ist nicht wichtig. Schritt 1030 besteht in der Berechnung des doppelseitigen Fehlers für jedes der Ziele. Der doppelseitige Fehlerwert ist ein Querabstand und hat Längeneinheiten. Schritt 1040 besteht in der Entscheidung, ob die Ziele zum ersten Mal gemessen wurden. Wenn dies der Fall ist, wird ein zweiter Satz von Messungen durchgeführt, wieder beginnend mit Schritt 1010. Wenn dies nicht der Fall ist, fährt das Verfahren mit Schritt 1050 fort, wo eine oder mehrere Stabilitätsmetriken berechnet werden. Vor Abschluss des Warmlauftests erfolgt eine Anzeige, dass das Nachführungsgerät möglicherweise nicht stabil ist. Zum Beispiel kann eine LED aufleuchten, um anzuzeigen, dass das Nachführungsgerät vielleicht nicht stabil ist. Als weiteres Beispiel kann auf einem Computerbildschirm eine Nachricht, wie ”Nachführungsgerät nicht als stabil erkannt” angezeigt werden. Nachdem in Schritt 1060 die Beendigungskriterien erfüllt sind, wird in Schritt 1070 eine Anzeige ausgegeben, dass das Nachführungsgerät stabil ist. Zum Beispiel kann die Anzeige eine dauerhaft aufleuchtende LED oder eine Nachricht ”Nachführungsgerät stabil” auf einem Computerbildschirm sein.
Für die Art von Lasernachführungsgerät, die routinemäßig mit einem sphärisch montierten Retroreflektor (SMR) verwendet wird, kann das Ziel ein Retroreflektor oder ein Spiegel sein. Gemäß der weiteren Definition von Lasernachführungsgeräten, wie sie hier beschrieben ist, kann für einen Laserscanner die Art von Ziel ein diffus streuendes Objekt sein. Ein solches Objekt kann zum Beispiel eine große Kugel aus diffus reflektierendem Material sein. Der Laserscanner kann die Oberfläche einer solchen Kugel abtasten, Oberflächenpunkte erfassen und analysieren, um das Kugelzentrum zu finden.
Die vorstehende Besprechung erklärt, dass ein doppelseitiger Fehler als ein Querabstand zwischen den dreidimensionalen Koordinaten definiert ist, wie sie im Vorderseiten- und Rückseitenmodus gemessen werden. Eine andere Art, die Stabilität eines Lasernachführungsgeräts zu erkennen, besteht jedoch darin, die Differenz der Winkelrichtungen eines Laserstrahls im Vorderseitenmodus und Rückseitenmodus zu messen. Der kleine Winkelunterschied in der Richtung des Laserstrahls im Vorderseiten- und Rückseitenmodus ist der gleiche wie der doppelseitige Fehler, außer dass die Winkel nicht um einen Abstand skaliert sind. Für die Zwecke der Erkennung der Stabilität eines Lasernachführungsgeräts sind diese beiden Verfahren gleichermaßen gut. Daher kann in der gesamten vorstehenden Besprechung das Konzept des doppelseitigen Fehlers durch das Konzept des Winkelunterschieds bei Vorderseiten- und Rückseiten-Ablesungen ersetzt werden.
Eine Stabilitätsmetrik ist jeder Wert, der durch eine Regel definiert ist, die entscheidet, wann das Nachführungsgerät stabil ist. Die Stabilitätsmetrik kann eine einfache Zahl sein, die auf einem Paar von gemessenen doppelseitigen Fehlern beruht, oder sie kann ein komplizierterer Wert sein, der auf mehreren Messungen beruht, die nach einer mathematischen Regel kombiniert werden. Ein Beispiel für den letzteren Fall eines relativ komplizierten Wertes basierend auf mehreren Parametern und auf den Spezifikationen des Herstellers ist nachstehend anhand von 4 angegeben. Die Stabilitätsmetrik kann von einer Reihe von Messwerten aus der Vergangenheit (zum Beispiel ein gleitender Mittelwert oder eine andere Art von gefiltertem Wert) oder einfach von den zuletzt erfassten Messwerten abhängen. Schritt 1060 besteht in der Entscheidung, ob die Stabilitätsmetrik die Beendigungskriterien erfüllt hat. Es kann ein einzelnes Beendigungskriterium geben, oder es kann mehrere Beendigungskriterien geben. Wenn es mehrere Beendigungskriterien gibt, gibt es eine entsprechende Stabilitätsmetrik für jedes Kriterium, obwohl einige der Kriterien ohne Feststellung von doppelseitigen Fehlern erhalten werden können. Zum Beispiel kann ein Kriterium darin bestehen, dass die doppelseitigen Fehler des Nachführungsgeräts die MZF-Spezifikationen des Herstellers erfüllen. Dies könnte zusammen mit einem zweiten Kriterium verwendet werden, das die Stabilität der doppelseitigen Fehler im Laufe der Zeit betrifft. Wenn mehrere Beendigungskriterien gegeben sind, muss jedes von diesen von der entsprechenden Stabilitätsmetrik für das als stabil angesehene Nachführungsgerät erfüllt sein. Wenn die Stabilitätsmetrik die Beendigungskriterien erfüllt, wird das Nachführungsgerät als stabil oder warmgelaufen angesehen, und der nächste Schritt kann durchgeführt werden. Der nächste Schritt besteht normalerweise darin, entweder ein Kompensationsverfahren an dem Nachführungsgerät durchzuführen, oder mit der Durchführung von Messungen mit dem Nachführungsgerät zu beginnen.
Wohl die einfachste Art der Stabilitätsmetrik ist der absolute Wert des Deltas (Differenz) in den beiden vorangegangenen doppelseitigen Fehlern. Die Schwellenbedingung in diesem Fall kann einfach ein gegebener numerischer Wert sein. Wenn die Stabilitätsmetrik kleiner als der Schwellenwert ist, wird das Nachführungsgerät als stabil angesehen. Andernfalls wird es nicht als stabil angesehen, und die doppelseitigen Messungen werden fortgeführt. Bezugnehmend auf 2 sehen wir, dass sich die doppelseitigen Fehler anfänglich schnell ändern, was bedeutet, dass das Delta (die Differenz) in den doppelseitigen Werten groß ist. Daher zeigt ein kleiner Deltawert ein stabiles Nachführungsgerät an. Eine Komplikation besteht im Allgemeinen darin, dass der in 2 veranschaulichte doppelseitige Fehler ein gewisses Rauschen zusätzlich zu der glatten Kurve aufweist, die die allgemeine Tendenz zeigt. In diesem Fall kann die Erkennung der Stabilität basierend auf einem einzelnen Deltawert vielleicht keine ausreichende Sicherheit bringen, dass das Nachführungsgerät vollkommen stabil ist.
Die Schritte des Verfahrens 1000 aus 10 können zweckmäßig eher in Worten als in einem Flussdiagrammformat beschrieben werden. Um die Stabilitätsmetrik zu berechnen, sind mindestens zwei doppelseitige Fehler notwendig. Folglich gibt es eine Vielzahl von Rückseiten-Messungen, Vorderseiten-Messungen und doppelseitigen Fehlerberechnungen, und es gibt mindestens eine Stabilitätsmetrik. Die Vorderseiten- und Rückseiten-Messungen werden abgewechselt. Wenn die Beendigungskriterien nicht erfüllt sind, kann irgendeine Anzahl an wiederholten doppelseitigen Messungen erforderlich sein, bevor das Nachführungsgerät als stabil angesehen wird.
Die vorstehende Besprechung erklärte, dass doppelseitige Fehler als ein Querabstand zwischen den Koordinaten definiert sind, wie sie im Vorderseiten- und Rückseitenmodus gemessen werden. Eine andere Art, die Stabilität eines Lasernachführungsgeräts zu erkennen, besteht jedoch darin, die Differenz der Winkelrichtung eines Laserstrahls im Vorderseitenmodus und Rückseitenmodus zu messen. Der kleine Winkelunterschied in Richtung des Laserstrahls im Vorderseiten- und Rückseitenmodus ist im Wesentlichen gleich dem doppelseitigen Fehler, außer dass die Winkel nicht um einen Abstand skaliert sind. Für die Zwecke der Erkennung der Stabilität eines Lasernachführungsgeräts sind diese beiden Verfahren gleichermaßen gut. Daher kann in der gesamten vorstehenden Besprechung das Konzept des doppelseitigen Fehlers durch das Konzept des Winkelunterschieds bei Vorderseiten- und Rückseiten-Ablesungen ersetzt werden.
11 zeigt ein Flussdiagramm für eine erste beispielhafte Ausführungsform für ein Verfahren 1100 zur Bestimmung, ob ein Instrument, wie ein Lasernachführungsgerät, warmgelaufen oder stabil ist. Mindestens ein Ziel, das ein Retroreflektor, ein Spiegel oder ein diffus reflektierendes Objekt sein kann, ist erforderlich. Zusätzliche Ziele, die jede Kombination von Retroreflektoren, Spiegeln und diffus reflektierenden Objekten sein können, kann verwendet werden. Das Verfahren umfasst die Schritte 1110, 1120, 1130, 1140, 1150, 1160, 1170. Schritt 1110 besteht in der Durchführung einer Winkelmessung eines jeden Ziels im Vorderseitenmodus. Schritt 1120 besteht in der Durchführung einer Winkelmessung eines jeden Ziels im Rückseitenmodus. Die Reihenfolge für die Durchführung der Vorderseiten- und Rückseitenmessung ist nicht wichtig. Schritt 1130 besteht in der Berechnung des Winkelunterschieds für jedes der Ziele. Hier versteht sich, dass sich der Begriff Winkelunterschied auf die endgültigen Ausrichtungen des Laserstrahls im Vorderseiten- und Rückseitenmodus bezieht. So unterscheidet sich zum Beispiel der Azimutwinkel um etwa 180° in dem Vorderseiten- und dem Rückseitenmodus, und die Zenitwinkel unterscheiden sich auch im Vorderseiten- und Rückseitenmodus. Nachdem die Azimut- und Zenitdrehungen abgeschlossen sind, zeigen die Laserstrahlen im Vorderseiten- und Rückseitenmodus jedoch in nahezu die gleiche Richtung. Der Winkelunterschied zwischen diesen beiden Richtungen ist daher ein kleiner Wert. Schritt 1140 besteht in der Entscheidung, ob die Ziele zum ersten Mal gemessen wurden. Wenn dies der Fall ist, wird ein zweiter Satz von Messungen durchgeführt, wieder beginnend mit Schritt 1110. Wenn dies nicht der Fall ist, fährt das Verfahren mit Schritt 1150 fort, wo eine oder mehrere Stabilitätsmetriken berechnet werden. Vor Abschluss des Warmlauftests erfolgt eine Anzeige, dass das Nachführungsgerät vielleicht nicht stabil ist. Zum Beispiel kann eine LED aufleuchten, um dies anzuzeigen. Als weiteres Beispiel kann auf einem Computerbildschirm eine Nachricht, wie ”Nachführungsgerät nicht als stabil erkannt” angezeigt werden. Nachdem in Schritt 1160 die Beendigungskriterien erfüllt sind, wird in Schritt 1170 eine Anzeige ausgegeben, dass das Nachführungsgerät stabil ist. Zum Beispiel kann die Anzeige eine dauerhaft aufleuchtende LED oder eine Nachricht ”Nachführungsgerät stabil” auf einem Computerbildschirm sein.
3 zeigt ein Flussdiagramm für eine zweite beispielhafte Ausführungsform für ein Verfahren 300 zur Bestimmung, ob ein Instrument, wie ein Lasernachführungsgerät, warmgelaufen oder stabil ist. Das Verfahren 300 umfasst die Schritte 310, 320, 330, 340 und 350. Schritt 310 besteht darin, doppelseitige Messungen an mindestens zwei Zielen vorzunehmen, die Retroreflektor- oder Spiegelziele sein können. Schritt 310 kann gegebenenfalls auch Messungen zusätzlich zu doppelseitigen Messungen umfassen. Schritt 320 besteht darin, Instrumenten-Kompensationsparameter zu berechnen, im Allgemeinen eher eine Untergruppe von Parametern als ein vollständiger Satz von Instrumentenparametern. Die in Schritt 310 vorgenommenen Messungen bieten ausreichend Informationen, um zumindest einige Parameter des Instruments zu berechnen. Schritt 330 besteht darin, zu überprüfen, ob die Messungen aus Schritt 310 zum ersten Mal durchgeführt wurden. Wenn dies der Fall ist, werden sie, beginnend mit Schritt 310, erneut durchgeführt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird Schritt 340 ausgeführt, um eine Stabilitätsmetrik zu berechnen. Schritt 350 besteht darin, zu überprüfen, ob die Stabilitätsmetrik kleiner als der Schwellenwert ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Instrument als stabil oder warmgelaufen angesehen. Andernfalls werden zusätzliche Messungen und Berechnungen beginnend mit Schritt 310 iterativ wiederholt.
Das Verfahren 300, wie es anhand von 3 beschrieben wurde, ist ein Gesamtverfahren, für das nun weitere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden.
4 veranschaulicht ein Verfahren 400 gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Das Verfahren 400 umfasst die Schritte 410, 420, 430, 440 und 450. Schritt 410 besteht darin, ein Kompensationsverfahren durchzuführen. Für das in 1 gezeigte beispielhafte Lasernachführungsgerät, das genauer in der '446 beschrieben wird, ist ein zweckmäßiges Kompensationsverfahren ein Selbstkompensationsverfahren, bei dem zwei in das Nachführungsgerät eingebaute Ziele, ein eingebauter Retroreflektor und ein eingebauter Spiegel, in einem voll automatisierten Nachführungsgeräte-Verfahren verwendet werden, um Nachführungsgeräte-Parameter zu finden. Die Durchführung dieses Verfahrens dauert etwa 4 bis 5 Minuten Andere Kompensationsverfahren können gleichermaßen gut verwendet werden. Schritt 420 besteht darin, die Nachführungsgeräte-Parameter TX, TY, RX und RY zu berechnen. Das Selbstkompensationsverfahren erhält unter anderem diese Nachführungsgeräte-Parameter. Schritt 430 besteht darin, zu überprüfen, ob das Kompensationsverfahren zum ersten Mal durchgeführt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird das Kompensationsverfahren ein zweites Mal durchgeführt, und die Parameterwerte werden erneut berechnet. Wenn dies nicht der Fall ist, wird Schritt 440 ausgeführt, um eine Stabilitätsmetrik S zu finden. Weitere Einzelheiten über das Verfahren zur Berechnung der Stabilitätsmetrik S werden nachstehend angegeben. Schritt 450 besteht darin, zu überprüfen, ob das Beendigungskriterium von der Stabilitätsmetrik erfüllt wurde. Wenn dies der Fall ist, wird das Nachführungsgerät als stabil angesehen, und das Verfahren 400 ist beendet. Im Anschluss daran startet entweder die Nachführungsgeräte-Kompensation oder der Beginn von Messungen durch das Nachführungsgerät. Für die nachstehend besprochene besondere beispielhafte Ausführungsform kann die Stabilitätsmetrik von 0 bis 1 (oder 0 bis 100%) schwanken, wobei 0 das am wenigsten stabile Nachführungsgerät und 1 das stabilste Nachführungsgerät anzeigt. Als Beispiel kann ein Beendigungskriterium von 0,9 (oder 90%) ausgewählt werden. Das Nachführungsgerät würde dann als stabil angesehen werden, wenn die Stabilitätsmetrik größer oder gleich 0,9 wäre.
In einer Ausführungsform wird die Stabilitätsmetrik S durch Durchführung der folgenden Schritte berechnet. Die Änderungen der kinematischen Modellparameter RX, RY, TX, TY werden berechnet: ΔRX = RX_neu – RX_alt, ΔRY = RY_neu – RY_alt, ΔTX = TX_neu, – TX_alt, ΔTY = TY_neu – TY_alt. (1)
Hier beziehen sich die Indizes ”neu” auf die Parameter, die in der letzten Messung gemessen wurden, und das Index ”alt” bezieht sich auf die Parameter, die in der Messung kurz vor der letzten Messung gemessen wurden.
Die quadratischen Summenwerte (RSS) ΔR, ΔT werden für die x- und y-Komponenten der Änderungen in den kinematischen Modellparametern berechnet:
Die Standard-Quer-Unsicherheit U_std des Instrumentes als eine Funktion der Entfernung d findet sich basierend auf den vom Hersteller angegebenen Spezifikationswerten A und B: U_std(d) = A + B·d. (3)
Die Quer-Unsicherheit U_prm, die der Stabilität der Parameter zugeordnet ist, findet sich basierend auf den berechneten Werten ΔT und ΔR, die aus der Gleichung (2) erhalten werden: U_prm(d) = ΔT + ΔR·d. (4)
Die Unsicherheitswerte U_std und U_prm aus den Gleichungen (3) und (4) werden kombiniert, um einen quadratischen Summenwert (RSS) U_adj zu erhalten:
Das entfernungsabhängige Stabilitätsverhältnis s = s(d) ist definiert als
Die Stabilitätsmetrik S ist als der Mindestwert des Stabilitätsverhältnisses über die möglichen Entfernungen des Nachführungsgeräts definiert, die sich von d_min bis d_max erstrecken: S = Min(s(d)). (7)
Wie in Gleichung (7) definiert ist, ist S eine dimensionslose Zahl, die auf einem Intervall [0, 1] liegt. Sofort nachdem das Nachführungsgerät 10 eingeschaltet wurde, ändern sich die Temperatur und die kinematischen Modellparameter schnell, was zu einem relativ niedrigen Wert für S führt. Später, wenn sich die Temperatur dem Gleichgewicht nähert und sich die Modellparameter langsamer ändern, nähert sich S 1 an. Der Selbstkompensationszyklus endet, wenn S die spezifizierte Toleranz überschreitet. Eine typische Toleranz wäre 0,9. Das vorstehend beschriebene Verfahren muss keine lineare Funktion von A und B sein, wie es in Gleichung (3) angegeben ist, sondern es könnte ohne weiteres in anderen beispielhaften Ausführungsformen verallgemeinert werden. Wenn zum Beispiel die Leistungsspezifikation des Herstellers eine nichtlineare Funktion der Entfernung ist, ändert man einfach die vorstehende Formelgleichung (3). Ein Vorteil der Ausführungsformen der 3 und 4 besteht darin, dass, wenn das automatisierte Warmlaufen abgeschlossen ist, das Nachführungsgerät 10 nicht nur warmgelaufen, sondern auch kompensiert ist. Dieses Verfahren ist besonders günstig, wenn das hier vorstehend beschriebene Kompensationsverfahren verwendet wird, da dies ein Mindestmaß an Benutzeraufmerksamkeit erfordert. Der Benutzer muss nur einen schnellen Test laufen lassen, um die Genauigkeit des Instruments zu prüfen, bevor er Messungen vornimmt.
Die 5–8 veranschaulichen Diagramme 500, 600, 700, 800 der Stabilitätsmetrik gegenüber der Anzahl an Selbstkompensationszyklen, um das Verfahren 400 zu zeigen. Die 5–7 veranschaulichen Nachführungsgeräte, die aus einem kalten Zustand gestartet wurden, und 8 veranschaulicht ein Nachführungsgerät, das thermisch bereits ausgeglichen war. Die 5–8 veranschaulichen, dass die Warmlaufzeit über etwa fünf Kompensationszyklen auftritt (d. h. etwa 25 Minuten). Es ist ersichtlich, dass die 5–8 nur Beispiele veranschaulichen und das Verfahren 400 zeigen. In anderen beispielhaften Ausführungsformen sind andere Anzahlen von Kompensationszyklen möglich. Die 5–8 veranschaulichen daher, dass, wenn sich das Wärmegleichgewicht nähert, die Diagramme 500, 600, 700, 800 das Plateauverhalten zeigen, wie es durch das Verfahren 400 unterstützt wird.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform führt ein Selbsttest-Kompensationsverfahren die automatisierte Messung durch und berechnet die Parameter. Die Ziele, die für diese Messungen verwendet werden, umfassen einen an dem Nachführungsgerät angebrachten Retroreflektor und einen an dem Nachführungsgerät angebrachten Spiegel. Der Algorithmus bewertet das Beendigungskriterium und wird als Vorzeichenumkehr-Algorithmus (SC) bezeichnet. Bei dem SC werden, wenn sich der betreffende Parameter stabilisiert hat, rauschförmige Schwingungen in seinem Wert wichtig, relativ zu jeglichem systematischem Verhalten auf Grund des Warmlaufens, das dazu tendiert, von monotoner Natur zu sein. Der SC berechnet das Delta in jedem Parameter von einem Zyklus zum nächsten. Jedes Mal, wenn sich das Vorzeichen des Deltas ändert, wird ein Zähler für den zugeordneten Parameter erhöht. Die Schleife wird beendet, wenn jeder Parameter N Vorzeichenänderungen durchlaufen hat, wobei N eine zuvor spezifizierte ganze Zahl größer oder gleich 1 ist. N kann entweder von dem Benutzer oder von dem Hersteller des Nachführungsgeräts spezifiziert sein. Das Beendigungskriterium wird durch Verringern bzw. Erhöhen von N wirksam gelockert oder verschärft. Ein Vorteil der SC-Ausführungsform besteht darin, dass, wenn das automatisierte Hochfahren abgeschlossen ist, das Nachführungsgerät nicht nur warmgelaufen, sondern auch kompensiert ist, da es auf dem Selbstkompensations-Verfahren basiert.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren können manuell oder mit Hilfe eines Rechensystems implementiert werden, das sich entweder intern in dem Nachführungsgerät oder in einem externen Computersystem, das an das Nachführungsgerät angebaut ist, befindet. Verfahren, die auf der Verwendung eines Rechensystems beruhen, und zwar entweder innerhalb oder außerhalb des Nachführungsgeräts, sind vorteilhaft, da sie Bedienerzeit sparen.
Ein beispielhaftes Rechensystem (Verarbeitungssystem) 1500 ist in 9 gezeigt. Das Verarbeitungssystem 1500 weist eine Nachführungsgerät-Verarbeitungseinheit 1510 und gegebenenfalls einen Computer 80 auf. Die Verarbeitungseinheit 1510 umfasst mindestens einen Prozessor, der ein Mikroprozessor, ein digitaler Signalprozessor (DSP), eine frei programmierbare logische Anordnung (FPGA) oder eine ähnliche Vorrichtung sein kann. Es wird Verarbeitungskapazität bereitgestellt, um Informationen zu verarbeiten und Befehle an interne Nachführungsgerät-Prozessoren auszugeben. Solche Prozessoren können einen Lageerkennungsprozessor 1512, einen Azimut-Schrittgeberprozessor 1514, einen Zenit-Schrittgeberprozessor 1516, einen Anzeigelichtprozessor 1518, einen Prozessor für den absoluten Distanzmesser (ADM) 400, einen Interferometer-Prozessor (IFM) 1522 sowie einen Kameraprozessor 1524 umfassen. Ein Hilfseinheitsprozessor 1570 bietet gegebenenfalls eine Zeitsteuerungs- und Mikroprozessor-Unterstützung für andere Prozessoren innerhalb der Prozessoreinheit 1510 des Nachführungsgeräts. Vorzugsweise kommuniziert der Hilfseinheitsprozessor 1570 mit anderen Prozessoren durch eine Busvorrichtung 1530, die Informationen in dem ganzen Nachführungsgerät durch Datenpakete übertragen kann, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist. Die Rechenkapazität kann in der ganzen Verarbeitungseinheit 1510 des Nachführungsgeräts verteilt sein, wobei DSPs und FPGAs sofortige Berechnungen an von den Sensoren des Nachführungsgeräts erfassten Daten durchführen. Die Ergebnisse dieser sofortigen Berechnung werden an den Hilfseinheitsprozessor 1570 zurück geschickt. Die Hilfseinheit 1570 kann über ein langes Kabel an dem Hauptkörper des Lasernachführungsgeräts 10 angebracht sein, oder sie kann in den Hauptkörper des Lasernachführungsgeräts gezogen sein, so dass das Nachführungsgerät direkt (und gegebenenfalls) an dem Computer 80 angebracht ist. Die Hilfseinheit 1570 kann durch den Anschluss 1540 an den Computer 80 angeschlossen werden, wobei der Anschluss vorzugsweise ein Ethernet-Kabel oder eine drahtlose Verbindung ist. Die Hilfseinheit 1570 und der Computer 80 können durch Anschlüsse 1542, 1544 an das Netzwerk angeschlossen sein, die Ethernet-Kabel oder drahtlose Verbindungen sein können. Die in den beispielhaften Ausführungsformen hier beschriebenen Stabilitätsberechnungen können unter Verwendung von Prozessoren (Mikroprozessoren, DSPs oder FPGAs) innerhalb der Verarbeitungseinheit 1500 oder unter Verwendung eines optionalen Computers 80 erfolgen.
Wie für einen Fachmann ersichtlich ist, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, ein Verfahren oder ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden. Demnach können Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die Form einer kompletten Hardwareausführung, einer kompletten Softwareausführung (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode, usw.) oder einer Ausführung, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die hier alle allgemein als eine ”Schaltung”, ein ”Modul” oder ein ”System” bezeichnet werden können. Des Weiteren können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammproduktes annehmen, das in einem oder in mehreren maschinenlesbaren Medium/Medien integriert ist, in dem/denen ein maschinenlesbarer Programmcode integriert ist.
Jede Kombination von einem oder von mehreren maschinenlesbaren Medium/Medien kann genutzt werden. Das maschinenlesbare Medium kann ein maschinenlesbares Signalmedium oder ein maschinenlesbares Speichermedium sein. Ein maschinenlesbares Speichermedium kann zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleiter-System, ein solches Gerät oder eine solche Vorrichtung oder jede geeignete Kombination von diesen sein. Genauere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) für das maschinenlesbare Speichermedium würden folgende umfassen: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Direktzugriffspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), einen Lichtleiter, einen tragbaren CD-Festwertspeicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder jede geeignete Kombination des Vorstehenden. Im Zusammenhang mit diesem Dokument kann ein maschinenlesbares Speichermedium jedes greifbare Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch ein oder in Verbindung mit einem/einer Befehlsausführungssystem, -gerät oder -Vorrichtung enthalten oder speichern kann.
Ein maschinenlesbares Signalmedium kann ein verbreitetes Datensignal mit einem darin integrierten maschinenlesbaren Programmcode umfassen, zum Beispiel in Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein derartiges verbreitetes Signal kann jede einer Vielfalt von Formen annehmen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, eine elektromagnetische oder optische Form, oder jede geeignete Kombination von diesen. Ein maschinenlesbares Signalmedium kann jedes maschinenlesbare Medium sein, das kein maschinenlesbares Speichermedium ist und das ein Programm zur Verwendung durch ein/eine oder in Verbindung mit einem/einer Befehlsausführungssystem, -Einrichtung oder -Vorrichtung kommunizieren, verbreiten oder transportierten kann.
Der in einem maschinenlesbaren Medium integrierte Programmcode kann unter Verwendung jedes geeigneten Mediums übertragen werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, drahtlos, drahtgebunden, ein Lichtleiterkabel, RF, usw., oder jede geeignete Kombination von diesen.
Der Computerprogrammcode zum Ausführen von Operationen für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in jeder Kombination von einer oder mehreren Programmiersprachen geschrieben sein, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache, wie Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen und herkömmlicher verfahrensorientierter Programmiersprachen, wie die ”C”-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen. Der Programmcode kann komplett auf dem Computer des Bedieners, teilweise auf dem Computer des Bedieners, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Bedieners und teilweise auf einem entfernten Computer oder komplett auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In letzterem Fall kann der entfernte Computer durch jede Art von Netzwerk mit dem Computer des Bedieners verbunden sein, einschließlich eines lokalen Netzwerkes (LAN) oder eines landesweiten Netzwerkes (WAN), oder es kann eine Verbindung zu einem externen Computer hergestellt werden (zum Beispiel über Internet unter Verwendung eines Internet-Providers).
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Flussdiagramm-Illustrationen und/oder Blockdiagrammen von Verfahren, Geräten (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagramm-Illustrationen und/oder der Blockdiagramme sowie Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagramm-Illustrationen und/oder in den Blockdiagrammen durch Computerprogrammanweisungen implementiert werden können. Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines Mehrzweckcomputers, eines Spezialcomputers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgerätes zur Herstellung einer Maschine zur Verfügung gestellt werden, so dass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgerätes ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der in dem Block/in den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms spezifizierten Funktionen/Handlungen schaffen.
Diese Computerprogrammanweisungen können auch auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, andere programmierbare Datenverarbeitungsgeräte oder andere Vorrichtungen steuern kann, so dass diese auf eine bestimmte Weise funktionieren, so dass die auf dem maschinenlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsgegenstand erzeugen, einschließlich Anweisungen, die die in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder des Blockdiagramms spezifizierte Funktion/Handlung implementieren.
Die Computerprogrammanweisungen können auch auf einen Computer, ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät oder andere Vorrichtungen geladen werden, um das Ausführen einer Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, einem anderen programmierbaren Gerät oder anderen Vorrichtungen zu bewirken, um ein Computer-implementiertes Verfahren zu erzeugen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer oder einem anderen programmierbaren Gerät ausgeführt werden, Verfahren zur Implementierung der in dem Block oder den Blöcken des Flussdiagramms und/oder Blockdiagramms spezifizierten Funktionen/Handlungen zur Verfügung stellen.
Das Flussdiagramm und die Blockdiagramme in den Figuren veranschaulichen die Architektur, Funktionalität und den Betrieb von möglichen Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. Diesbezüglich kann jeder Block in den Flussdiagrammen oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Codeabschnitt darstellen, das oder der eine oder mehr ausführbare Anweisungen zur Implementierung der spezifizierten logischen Funktion(en) aufweist. Es sei auch angemerkt, dass in manchen alternativen Implementierungen die in dem Block angegebenen Funktionen außerhalb der in den Figuren angegebenen Reihenfolge auftreten können. Zum Beispiel können zwei nacheinander gezeigte Blöcke eigentlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder die Blöcke können manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, je nach der betreffenden Funktionalität. Es sei auch angemerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder des Flussdiagramms sowie Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder dem Flussdiagramm durch Hardware-basierte Spezialsysteme, die die spezifizierten Funktionen oder Handlungen ausführen, oder durch Kombinationen von Spezialhardware und Maschinenbefehlen implementiert werden können.
In beispielhaften Ausführungsformen, bei denen die automatisierten Warmlaufverfahren in Hardware implementiert sind, können die hier beschriebenen automatisierten Warmlaufverfahren mit irgendeiner der folgenden Technologien oder einer Kombination von diesen implementiert werden, die alle auf dem Fachgebiet bekannt sind: eine (mehrere) diskrete Logikschaltung(en) mit Verknüpfungsgliedern zum Implementieren von logischen Funktionen auf Datensignale hin, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) mit geeigneten Kombinations-Verknüpfungsgliedern, ein (mehrere) programmierbare(s) Gate Array(s) (PGA), FPGAs, DSPs, usw.
Während sich die vorstehende Beschreibung auf besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, versteht es sich, dass viele Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen. Die beigefügten Ansprüche sollen solche Modifikationen abdecken, die in den wahren Rahmen und Geist der vorliegenden Erfindung fallen würden.
Die vorliegend offenbarten Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend anzusehen, wobei der Rahmen der Erfindung eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung angezeigt ist, und alle Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzrahmens der Ansprüche liegen, sollen daher mit eingeschlossen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 4790651 [0003]
US 4714339 [0003]
US 7430068 [0004]
US 7847922 [0004]
US 4346989 [0004]
US 7327446 [0034]

Claims

Verfahren zum Bestimmen, wann ein Lasernachführungsgerät stabil ist, wobei das Verfahren aufweist: Vornehmen einer Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und einer Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen an einem ersten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch einen Prozessor, wobei sich die Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und die Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen zeitlich abwechseln; Berechnen einer Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern in dem Prozessor, basierend auf der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen; Bestimmen mindestens einer ersten Stabilitätsmetrik in dem Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist; Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik und einem ersten Beendigungskriterium; und Erzeugen einer Anzeige, ob das Lasernachführungsgerät stabil oder nicht stabil ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Vornehmen einer Vielzahl von zweiten Vorderseiten-Messungen und einer Vielzahl von zweiten Rückseiten-Messungen an einem zweiten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch den Prozessor, wobei sich die Vielzahl von zweiten Vorderseiten-Messungen und die Vielzahl von zweiten Rückseiten-Messungen zeitlich abwechseln; Berechnen einer Vielzahl von zweiten doppelseitigen Fehlern durch den Prozessor, basierend auf der Vielzahl von zweiten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von zweiten Rückseiten-Messungen; Bestimmen mindestens einer zweiten Stabilitätsmetrik durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von zweiten doppelseitigen Fehlern, wobei die mindestens eine zweite Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist; und Basieren des Bestimmens, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, zumindest teilweise auf der mindestens einen zweiten Stabilitätsmetrik und einem zweiten Beendigungskriterium.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend das Auswählen des ersten Ziels als Retroreflektor.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend das Auswählen des ersten Ziels als Spiegel.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend das Anbringen des ersten Ziels an dem Lasernachführungsgerät.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik durch den Prozessor ferner ein Berechnen einer Vielzahl von Kompensationsparametern basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten doppelseitigen Fehlern umfasst, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik zumindest teilweise auf der Vielzahl von Kompensationsparametern basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner aufweisend das Auswählen des ersten Ziels als Retroreflektor und des zweiten Ziels als Spiegel.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner aufweisend das Auswählen des ersten Ziels als Retroreflektor und des zweiten Ziels als Retroreflektor.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner aufweisend das Berechnen einer Vielzahl von Kompensationsparametern durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von zweiten doppelseitigen Fehlern, wobei die mindestens eine zweite Stabilitätsmetrik zumindest teilweise auf der Vielzahl von Kompensationsparametern basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner aufweisend das Anbringen des ersten Ziels und des zweiten Ziels an dem Lasernachführungsgerät.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, das Einstellen des ersten Beendigungskriteriums als den ersten doppelseitigen Fehler umfasst, der eine Spezifikation des Herstellers für das Lasernachführungsgerät erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik von einer Reihe von von dem Lasernachführungsgerät gemessenen Werten abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der mindestens einen Stabilitätsmetrik ein absoluter Wert einer Differenz bei zwei vorausgehenden doppelseitigen Fehlern ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Vornehmen der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen des Weiteren das Bestimmen der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen und der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen umfasst, wobei jede der Vielzahl von ersten Vorderseiten-Messungen auf einem von dem Lasernachführungsgerät erfassten Punkteschwarm basiert, und jede der Vielzahl von ersten Rückseiten-Messungen auf einem von dem Lasernachführungsgerät erfassten Punkteschwarm basiert.
Verfahren zum Bestimmen, wann ein Lasernachführungsgerät stabil ist, wobei das Verfahren aufweist: Vornehmen einer Vielzahl von ersten Winkelmessungen in einem ersten Vorderseitenmodus und einer Vielzahl von zweiten Winkelmessungen in einem ersten Rückseitenmodus an einem ersten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch einen Prozessor, wobei sich die Vielzahl von ersten Winkelmessungen und die Vielzahl von zweiten Winkelmessungen zeitlich abwechseln; Berechnen einer Vielzahl von ersten Winkelunterschieden durch den Prozessor, basierend auf der Vielzahl von ersten Winkelmessungen und der Vielzahl von zweiten Winkelmessungen; Bestimmen mindestens einer ersten Stabilitätsmetrik durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von ersten Winkelunterschieden, wobei die mindestens eine erste Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist; Bestimmen, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der mindestens einen ersten Stabilitätsmetrik und einem ersten Beendigungskriterium; und Erzeugen einer Anzeige, ob das Lasernachführungsgerät stabil oder nicht stabil ist.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner aufweisend: Vornehmen einer Vielzahl von dritten Winkelmessungen in dem zweiten Vorderseitenmodus und einer Vielzahl von vierten Winkelmessungen in einem zweiten Rückseitenmodus an einem zweiten Ziel mit dem Lasernachführungsgerät durch den Prozessor, wobei sich die Vielzahl von dritten Winkelmessungen und die Vielzahl von vierten Winkelmessungen zeitlich abwechseln; Berechnen einer Vielzahl von zweiten Winkelunterschieden durch den Prozessor, basierend auf der Vielzahl von dritten Winkelmessungen und der Vielzahl von vierten Winkelmessungen; Bestimmen mindestens einer zweiten Stabilitätsmetrik durch den Prozessor, basierend zumindest teilweise auf der Vielzahl von zweiten Winkelunterschieden, wobei die mindestens eine zweite Stabilitätsmetrik ein von einer Regel definierter Wert ist; und Basieren des Bestimmens, ob das Lasernachführungsgerät stabil ist, zumindest teilweise auf der mindestens einen zweiten Stabilitätsmetrik und einem zweiten Beendigungskriterium.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Vornehmen der Vielzahl von ersten Winkelmessungen und der Vielzahl von zweiten Winkelmessungen des Weiteren das Bestimmen der Vielzahl von ersten Winkelunterschieden umfasst, wobei jede der Vielzahl von ersten Winkelmessungen auf einem von dem Lasernachführungsgerät erfassten Punkteschwarm basiert und jede der Vielzahl von zweiten Winkelmessungen auf einem von dem Lasernachführungsgerät erfassten Punkteschwarm basiert.