DE20003561U1

DE20003561U1 - Reflector for electronic distance measurement (EDM)

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Publication number: DE20003561U1
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Priority date: 2000-02-26
Filing date: 2000-02-26
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2010-02-27

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflektor zur Elektronischen Distanz-Messung.The invention relates to a reflector for electronic distance measurement.

Die Elektronische Distanz-Messung (EDM) dient zur Entfernungsbestimmung durch Lichtaussendung und Empfang des reflektierten Lichts bei Vermessungsarbeiten im Hoch- und Tiefbau im Bereich von einigen Metern bis zu einigen hundert Metern. Bisher werden zur Reflexion der üblicherweise verwandten, nicht-sichtbaren Infrarotwellen zurück zuElectronic distance measurement (EDM) is used to determine distances by emitting light and receiving reflected light during surveying work in civil and structural engineering in the range of a few meters to a few hundred meters. Up to now, the reflection of the usually used, non-visible infrared waves has been used.

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- PADERBORN - ALICANTE- PADERBORN - ALICANTE

BOEHMERT & BOEHMERTBOEHMERT & BOEHMERT

einem Basisinstrument speziell geschliffene Glasreflektoren verwandt, die die InfrarotweIlen vom angepeilten Meßpunkt zurückreflektieren, so daß im Basisinstrument nach Empfang die Laufzeitdaten elektronisch ausgewertet werden können und entsprechend in einem Rechner die Entfernung bestimmt und dem Nutzer angezeigt werden kann.A base instrument uses specially ground glass reflectors which reflect the infrared waves back from the targeted measuring point, so that after reception the travel time data can be electronically evaluated in the base instrument and the distance can be determined accordingly in a computer and displayed to the user.

Nachteilig an dieser Entfernungsbestimmung ist, daß die geschliffenen Glasreflektoren Licht nur in einem schmalen Winkelbereich zurückreflektieren, sie also so ausgerichtet werden müssen, daß sie tatsächlich das einfallende Licht zur Sendestation zurücksenden. Hierzu muß eine Person den Reflektor nach Aufstellung von Basisinstrument und Reflektor diesen zum Basisinstrument hin ausrichten. Dies bedeutet neben einer ablesenden, messenden Person an der Basisstation wenigstens eine weitere Personen zur Durchführung der Entfernungsmessung oder für eine Person erhebliche zurückzulegende Wege zur Durchführung der nur einer Messung.The disadvantage of this method of determining distance is that the ground glass reflectors only reflect light back in a narrow angle range, so they have to be aligned so that they actually send the incident light back to the transmitting station. To do this, a person has to align the reflector towards the base instrument after setting up the base instrument and reflector. This means that in addition to a person reading and measuring at the base station, at least one other person is needed to carry out the distance measurement, or a person has to travel considerable distances to carry out just one measurement.

In der Praxis werden sogar noch mehr Personen benötigt, da üblicherweise von einem Sendepunkt aus die Entfernungen zu mehreren Distanzpunkten bestimmt werden. Diese "Meßhelfer" müssen zudem die voluminösen Glasreflektoren richtig an den Meßpunkt ansetzen, was viele in unterschiedlicher Art und Weise tun, so daß bisher die variierende Geschicklichkeit der Meßhelfer zu erkennbaren Streuungen in den Meßergebnissen führen kann.In practice, even more people are needed, as the distances to several distance points are usually determined from one transmitting point. These "measuring assistants" also have to correctly place the voluminous glass reflectors at the measuring point, which many do in different ways, so that the varying skill of the measuring assistants can lead to noticeable scatter in the measurement results.

Insbesondere bei Gebäudekanten können die Reflektoren aufgrund ihrer vergleichsweisen großen Abmessungen nicht am Ort der Kante, sondern müssen in Abhängigkeit des Ortes der Sendestation ein wenig hinter bzw. neben der Kante angeordnet werden. Dies ist unerwünscht, da erhebliche Kompensationen verlangt.Particularly in the case of building edges, the reflectors cannot be placed at the edge due to their relatively large dimensions, but must be placed a little behind or next to the edge, depending on the location of the transmitter station. This is undesirable, as it requires considerable compensation.

BOEHMERT & BOEHMERTBOEHMERT & BOEHMERT

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Reflektor zu schaffen, der die vorgenannten Probleme vermeidet.The invention is based on the object of creating a reflector which avoids the aforementioned problems.

Erfindungsgemäß wird dies durch einen Reflektor mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder. According to the invention, this is achieved by a reflector having the features of the main claim. The subclaims give advantageous embodiments of the invention.

Vorteilhaft ist insbesondere, daß der Reflektor ein eindeutig anbringbares kleinvolumiges Profil mit einer wenigstens ein Zylindermantelsegment umfassenden, mit einer Reflektorfolie belegten Abschnitt aufweist. Durch diese Profile wird mit einer Zielung ohne gesonderte Ausrichtung des Reflektors aus allen einsehbaren Richtungen der Meßort exakt erfaßt werden können.It is particularly advantageous that the reflector has a clearly attachable small-volume profile with a section that includes at least one cylinder shell segment and is covered with a reflector foil. These profiles allow the measuring location to be precisely determined from all visible directions with one aim without separately aligning the reflector.

In einer vorteilhaften Ausführungsform werden nicht auf den Zylindermantel aufgebogene Reflektorfolien verwandt, sondern vertikale schmale Streifen, die in sich plan mit einer Breite von 1 bis 5 mm auf den mit einem Außenradius von im Bereich von 10 mm ausgebildeten Zylindermantelabschnitt aufgebracht sind.In an advantageous embodiment, reflector foils bent onto the cylinder jacket are not used, but rather vertical narrow strips which are applied flatly with a width of 1 to 5 mm onto the cylinder jacket section which has an outer radius in the range of 10 mm.

Messungen haben bei einer Reflexfolie mit dem Markennamen 3M-SCOTCH-LITE X mit nicht sichtbaren Infrarotwellen als Meßlicht ohne weiteres Meßweiten von 120 m gesichert ergeben. Auch die in jüngerer Zeit auf der Basis eines sichtbaren Laserstrahls mit erhöhtem Energiepotential arbeitenden Geräte können eingesetzt werden, bei mittleren Sichtverhältnissen ergaben sich Meßweiten ohne Präzisionsverlust von 400 m mit den erfindungsgemäßen Reflektoren. Measurements using a reflective film with the brand name 3M-SCOTCH-LITE X with invisible infrared waves as the measuring light have easily resulted in measuring distances of 120 m. The devices that have recently been developed based on a visible laser beam with increased energy potential can also be used; in medium visibility conditions, measuring distances of 400 m without loss of precision were achieved with the reflectors according to the invention.

BOEHMERT & BOEHMERTBOEHMERT & BOEHMERT

Weiter ist vorteilhaft, daß durch die Serie von Reflektoren, die sich für Außenkanten, Innenkanten, Punkte auf Flächen und für Meßpunkte eignen, bei denen ein Stativ aufgestellt werden kann, die gleichen zu berücksichtigenden Additionskonstanten ergeben, so daß bei allen Typen mit einheitlichem Korrekturwert gearbeitet werden kann.Another advantage is that the series of reflectors, which are suitable for outer edges, inner edges, points on surfaces and for measuring points where a tripod can be set up, result in the same addition constants to be taken into account, so that a uniform correction value can be used for all types.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 eine erste Ausführungsform, die mit einem Zylindermantelabschnitt zur Reflexion in alle Richtungen zum Einsatz insbesondere auf einem Stativ eingerichtet ist,Fig. 1 shows a first embodiment, which is equipped with a cylinder jacket section for reflection in all directions for use in particular on a tripod,

Fig. 2 ein Profil, das zum Aufsetzen auf eine Ecke vorgesehen ist, wobei ein mit einer 90°-Umfangsaussparung versehener 270°-Mantelabschnitt mit zwei sich rechtwinklig zueinander erstreckenden Befestigungsflügeln versehen ist, wobei die Befestigungsflügel zur Auflage auf die Wand und der Mantelabschnitt zur Anordnung um die Kantenlinie herum vorgesehen sind,Fig. 2 a profile which is intended to be placed on a corner, wherein a 270° casing section provided with a 90° circumferential recess is provided with two fastening wings extending at right angles to each other, wherein the fastening wings are intended to rest on the wall and the casing section is intended to be arranged around the edge line,

Fig. 3 ein Profil mit einem Innenkantenabschnitt, der mit einem lediglich 90° umfassenden reflektierenden Zylindermantelabschnitt ausgebildet ist, undFig. 3 shows a profile with an inner edge section which is formed with a reflective cylinder shell section covering only 90°, and

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Fig. 4 ein auf eine Fläche aufbringbares Profil mit einem im wesentlichen halbzylindermantel-(180°) förmigen Abschnitt.Fig. 4 shows a profile that can be applied to a surface with a substantially half-cylinder-shell (180°)-shaped section.

Das in der Fig. 1 dargestellte, mit einer im unteren Bereich gestrichelt dargestellten Aufnahme für einen üblichen Dorn eines Stativs versehene im wesentlichen zylindrische Aufsatzprofil besteht im wesentlichen aus einem Mantelabschnitt 10, der mit einer reflektierenden Folie bedeckt wird. Die Folie wird in eine Vertiefung 12 eingebracht, um so im Randbereich gegen Ablösung geschützt zu sein.The essentially cylindrical attachment profile shown in Fig. 1, which is provided with a receptacle for a conventional mandrel of a tripod (shown in dashed lines in the lower area), consists essentially of a casing section 10 which is covered with a reflective film. The film is introduced into a recess 12 in order to be protected against detachment in the edge area.

Ein kegelförmiger, die Spitze bildender Abschnitt 14 kann ggf. zur Feinzentrierung durch eine Fernrohroptik an der Basisstation auf die Mitte des Kegels hin verwandt werden. Im unteren Bereich ist ein Griffabschnitt 16 zum Greifen des Teils beim Aufsetzen auf das Stativ und beim Abnehmen vorgesehen, so daß nicht auf die Reflektorfolie gegriffen wird.A conical section 14 forming the tip can be used for fine centering to the center of the cone using a telescope optics on the base station. A handle section 16 is provided in the lower area for gripping the part when placing it on the tripod and when removing it, so that the reflector foil is not gripped.

Es wird vorgeschlagen, einen Durchmesser von 2 0 mm für den Zylindermantelabschnitt des Profils vorzusehen, so daß sich eine genügend große Fläche zur Reflexion bietet. Der Radius von 1 cm kann bei der Entfernungsmessung problemlos als Additionskonstante bei allen Profilformen verwandt werden.It is suggested to provide a diameter of 20 mm for the cylinder surface section of the profile so that a sufficiently large area is available for reflection. The radius of 1 cm can easily be used as an addition constant for all profile shapes when measuring distances.

In der Fig. 2 ist eine Profilform dargestellt, in der ein Teil der Mantelfläche fortgelassen wurde und stattdessen zwei Befestigungsflügel 22 zur beispielsweise Kleb- oder Schraubbefestigung an Wandflächen im Bereich einer Gebäu-In Fig. 2, a profile shape is shown in which part of the outer surface has been omitted and instead two fastening wings 22 for, for example, adhesive or screw fastening to wall surfaces in the area of a building.

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dekante vorgesehen sind, wobei der Mantel derart positioniert werden kann, daß der Radius genau von der Kante bis zur Manteloberflache 1 cm beträgt.decanting edges are provided, whereby the jacket can be positioned in such a way that the radius from the edge to the jacket surface is exactly 1 cm.

In gleicher Weise kann das Profil, das in Fig. 3 für eine Innenkante dargestellt ist, positioniert werden, wobei der Radius wieder 1 cm bis zur Oberfläche der Reflektorfolie, die wie in der Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, beträgt.In the same way, the profile shown in Fig. 3 for an inner edge can be positioned, the radius again being 1 cm up to the surface of the reflector foil, which is shown in dashed lines as in Fig. 2.

Schließlich kann noch für Fugen auf Flächen, die vermessen werden sollen, eine auf Flächen aufsetzbare Profilform gewählt werden, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist.Finally, for joints on surfaces to be measured, a profile shape that can be placed on surfaces can be selected, as shown in Fig. 4.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Profile werden wie das Profil der Fig. 1 mit einer ca. 5 cm hohen Ausführung gefertigt und können in dem gesamten, einen Blick auf den Meßpunkt bietenden Raumwinkel zur Messung genutzt werden, ohne daß eine Person sie ausrichten muß.The profiles shown in Fig. 2 to 4 are manufactured like the profile in Fig. 1 with a height of approximately 5 cm and can be used for measuring in the entire solid angle offering a view of the measuring point without a person having to align them.

Vorgeschlagen wird dabei insbesondere, eine Vielzahl von in sich planen Streifen entlang der Vertikalerstreckung der Zylindermantel auf den Profilen aufzukleben. Hierdurch kann die Reflektion gegenüber einer gebogenen Reflektorfolie erheblich gesteigert werden. Vorteilhaft ist dabei eine Dimensionierung der Vertikalstreifen 2 bis 5 mm breit.In particular, it is proposed to stick a large number of flat strips along the vertical extension of the cylinder shell onto the profiles. This can significantly increase the reflection compared to a curved reflector film. It is advantageous to dimension the vertical strips 2 to 5 mm wide.

Die Befestigungsflügel der Fig. 2 bis 4 sowie der Kegelabschnitt in der Ausführung der Fig. 1 werden vorteilhafterweise mit einer fluoreszierenden, beispielsweise signalorangen Farbe versehen, um ein Anvisieren im Gelände zu erleichtern.The fastening wings of Fig. 2 to 4 as well as the conical section in the embodiment of Fig. 1 are advantageously provided with a fluorescent color, for example signal orange, in order to facilitate aiming in the terrain.

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Das genaue Anvisieren ist insbesondere für die rechnerische Lageauswertung einer Reflektorstange, d.h. einer lange Stange, an deren einem Ende wenigstens ein Reflektor vorgesehen ist, wichtig.Precise aiming is particularly important for the computational position evaluation of a reflector rod, i.e. a long rod with at least one reflector at one end.

Mit solchen Stangen, die in Gullis, oder allgemein Schächte eingesteckt werden, läßt sich über die bekannte Länge der Stange anhand des Höhenwinkels zur Reflektormarkierung die Tiefe des betreffenden Schachtes vermessen. With such rods, which are inserted into drains or shafts in general, the depth of the shaft in question can be measured using the known length of the rod and the angle of elevation to the reflector marking.

Wenn an der Stange zudem zwei Markierungen vorgesehen sind, die einzeln angepeilt werden, läßt sich rechnerisch aus der Ortsbeziehung der zwei Markierungen zusätzlich der Ort des Stangenendes - außer in der z-Dimension, der Tiefe - zusätzlich in der x,y-Ebene festlegen.If two markings are also provided on the pole, which are aimed at individually, the location of the end of the pole can be determined mathematically from the spatial relationship between the two markings - in addition to the z-dimension, the depth - in the x,y plane.

Die beiden vorgeschlagenen Reflektorabschnitte tragen dabei vorteilhafterweise je einen sie mittig teilenden fluoreszierenden Umfangsstreifen zum besseren Anpeilen.The two proposed reflector sections advantageously each have a fluorescent peripheral strip dividing them in the middle for better aiming.

Claims

1. Reflector for electronic distance measurement, characterized by a profile with a section (10, 20, 30, 40) comprising at least one cylinder jacket segment and covered with a reflector foil.

2. Reflector according to claim 1, characterized in that a conical section (14) formed with a tip is placed on a cylinder jacket section (10).

3. Reflector according to claim 1, characterized in that a half-cylinder jacket section (40) is provided with two fastening wing sections (42) extending in a plane.

4. Reflector according to one of the preceding claims, characterized by a cylinder jacket segment section provided essentially with a 270° circumference, on the vertical end edges of which fastening wings (22) are arranged at right angles to one another, leaving a 90° area between them.

5. Reflector according to one of the preceding claims, characterized by a cylinder jacket segment section provided essentially with a 90° circumference, on the vertical end edges of which fastening wings (32) are arranged at right angles to one another, including the cylinder jacket segment.

6. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening wings (22, 32, 42) are coated with fluorescent paint.

7. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector film is applied to the cylinder jacket in planar vertical strips.

8. Reflector according to one of the preceding claims, characterized in that the vertical strips are 2 to 5 mm wide.

9. Reflector rod with two reflectors according to one of the preceding claims, characterized in that two reflector sections are provided on one end which remains visible when one end of the rod is lowered into a shaft.

10. Reflector rod according to claim 9, characterized by a fluorescent peripheral strip for aiming which divides the reflector sections in the middle.