DE2521067A1

DE2521067A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausrichten eines elektrooptischen entfernungsmessers

Info

Publication number: DE2521067A1
Application number: DE19752521067
Authority: DE
Inventors: Karl-Gustav Leif Andersson; Klas Rudolf Wiklund
Original assignee: AGA AB
Current assignee: Geotronics AB
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1975-05-12
Publication date: 1975-12-11
Also published as: JPS516054A; DE2521067C3; SE387749B; DD118730A5; CH584902A5; JPS5740990B2; DE2521067B2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke angeordneten Reflektor für vom Entfernungsmesser ausgesandte Meßstrahlung anhand eines von der am Entfernungsmesser einfallenden reflektierten Meßstrahlung abhängigen akustischen Richthilfssignals, sowie auf zum Durchführen eines solchen Verfahrens geeignete Vorrichtungen.
Die erfindungsgemäß gestalteten Verfahren und Vorrichtungen eignen sich insbesondere für eine Anwendung in Verbindung mit elektrooptischen Entfernungsmessern, bei denen ein einen Teil des Entfernungsmessers bildender Sender eine modulierte elektromagnetische Strahlung zu einem Reflektor abstrahlt, der in einem bestimmten Abstand von dem Entfernungsmesser aufgestellt ist und eine zu messende Entfernung festlegt. Weiterhin enthält ein solcher Entfernungsmesser einen Empfänger für die am Reflektor in Richtung auf den Entfernungsmesser zurück umgelenkte MeRstrahlung, der aus dieser Strahlung ein elektrisches Signal gewinnt, das dann mit einem der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung entsprechenden elektrischen Signal verglichen werden kann. Dieser Signalvergleich erfolgt in einer einen weiteren Teil des Entfernungsmessers bildenden Vergleichseinrichtung und erstreckt sich entweder auf die Phasenlage oder die zeitliche Lage der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung einerseits und der nach Reflexion am Reflektor einfallenden elektromagnetischen Strahlung anderseits. Aus dem Phasenunterschied oder dem zeitlichen Abstand im Eintreffen dieser beiden Strahlungen, der durch den Vergleich der zugehörigen elektrischen Signale ermittelt werden kann, läßt sich dann ein Haß für die gesuchte Entfernung zwischen den Aufstellungsorten des Entfernungsmessers einerseits und des Reflektors anderseits, also ein Maß für die Länge der Meßstrecke, gewinnen.
Entfernungsmesser dieser Art sind beispielsweise in den US-PSen 3 488 585 und 3 680 101 beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausrichten eines solchen Entfernungsmessers ist besonders dann von Vorteil, wenn dieser Entfernungsmesser als Quelle für die ausgesandte Meßstrahlung einen Laser enthält. Ein solcher Laser emittiert meist ein sehr schmales Strahlenbündel, das sich mit Hilfe der üblichen Richteinrichtungen, beispielsweise eines auf dem Entfernungsmesser montierten Zielfernrohres, nur schwer auf den Reflektor ausrichten läßt. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch dann, wenn als Hilfsmittel zum Ausrichten des Entfernungsmessers ein Kontrollmesser verwendet wird, dessen Anzeige von der Intensität der einfallenden Strahlung abhängt, wobei eine korrekte Ausrichtung des Entfernungsmessers auf den Reflektor dann gegeben ist, wenn die einfallende Strahlungsintensität ein Maximum zeigt. Entsprechende Nachteile treten natürlich auch dann auf, wenn übliche Glühlampen oder Quecksilberdampflampen oder Fluoreszenzlampen als Lichtquelle verwendet werden.
Von ganz besonderer Bedeutung ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch dann, wenn die Strahlungsquelle des Entfernungsmessers eine für das menschliche Auge unsichtbare Strahlung wie beispielsweise im infraroten Spektralbereich liegende Strahlung emittiert. In diesem Falle ergibt sich nämlich die weitere Schwierigkeit, daß der Benutzer des Entfernungsmessers zur Erzielung einer optimalen Ausrichtung abwechselnd durch die Zieloptik schauen und den Kontrollmesser ablesen muß, was natürlich sehr viel Zeitaufwand verlangt.
Bekannt ist weiter die Möglichkeit, ein Meßgerät mit Hilfe akustischer Signale auszurichten, deren Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität des am Empfänger des betreffenden Meßgeräts einfallenden Signals variiert. Dabei ist ein gleichzeitiger Einsatz der Zieloptik einerseits und des akustischen Signals anderseits möglich, es kann also gleichzeitig eine visuelle und eine akustische Geräteeinstellung vorgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich zwar eine erhebliche Verkürzung der für den Ausrichtvorgang erforderlichen Zeit erzielen, jedoch läßt die erzielbare Ausrichtgenauigkeit erheblich zu wünschen übrig, da das menschliche Ohr wegen seiner logarithmischen Charakteristik relativ unempfindlich ist gegen Änderungen in der Amplitude eines aufgefangenen akustischen Signals.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf dem sich ein elektrooptischer Entfernungsmesser mit Hilfe eines akustischen Richthilfssignals in rascherer und gleichzeitig genauerer Weise als bisher auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke angeordneten Reflektor für die Meßstrahlung ausrichten läßt.
Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß das akustische Richthilfssignal in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung in seiner Frequenz variiert und die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für Frequenzabweichungen für die Anzeige der maximalen Intensität der einfallenden Meßstrahlung ausgenutzt wird.
Der Vorteil der erfindungsgemäß vorgesehenen Variation der Frequenz des akustischen Richthilfssignals anstelle der Amplitude liegt darin, daß das menschliche Ohr für Frequenzänderungen sehr empfindlich ist, so daß sich eine sehr hohe Ausrichtgenauigkeit erhalten läßt, da das menschliche Ohr schon sehr kleine Frequenzänderungen festzustellen vermag.
Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum Ausrichten eines Entfernungsmessers mit einem Sender für die Abstrahlung modulierter Strahlung, einem Empfänger für die Umwanalung der einfallenden Strahlung in elektrische Signale und einer Phasen-oder Zeitmeßeinrichtung zum Vergleichen der Phasenlage oder der Ansprechzeit für die ausgesandte und die einfallende Strahlung zur Bestimmung der gesuchten Entfernung, die sich insbesondere zur Durchführung des oben geschilderten Verfahrens eignet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser zusätzlich mit einem Generator zum Erzeugen eines akustischen Richthilfssignals ausgerüstet ist, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung variiert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung sind in zugehörigen Unteransprüchen im einzelnen gekennzeichnet.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematisch gehaltene Darstellung eines elektrooptischen Entfernungsmes sers mit einer mit akustischen Mitteln arbeitenden Ausrichteinrichtung, wobei jeweils nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Bauteile dargestellt sind.
Der dargestellte Entfernungsmesser enthält einen Sender 1 für elektromagnetische Strahlung, der gleichzeitig die Strahlungsquelle und einen Modulator für die Modulation der ausgesandten elektromagnetischen Strahlung umfaßt. Die Strahlungsquelle im Sender 1 kann beispielsweise eine Glühlampe, eine Quecksilberdampflampe, ein Laser oder eine Strahlungsquelle für Infrarotstrahlung sein, wobei sich die vorgesehene Ausrichteinrichtung insbesondere bei dieser letzten Ausführungsform als von besonderem Vorteil erweist. Der Sender 1 emittiert eine Meßstrahlung 2 in Form modulierter elektromagnetischer Wellen, die am Ende der Meßstrecke an einem Reflektor 3, der bei dem dargestellten Beispiel als Rechteckprisma ausgebildet ist, um 1800 umgelenkt und zu einem zum Entfernungsmesser gehörenden Empfänger 4 für elektromagnetische Wellen zurückreflektiert wird.
Der Empfänger 4 enthält einen Detektor für die Umwandlung der einfallenden Meßstrahlung in ein elektrisches Signal. Das Modulationssignal wird dem Empfänger 4 vom Sender 1 über eine Verbindungsleitung zugeführt und bewirkt im Empfänger 4 eine Modulation des Strahlungsdetektors. Das Ausgangssignal des Strahlungsdetektors wird einer Auswerteschaltung 5 zugeführt, in der es entweder hinsichtlich seiner Phasenlage oder seines Eintreffzeitpunktes mit dem vom Sender 1 ausgestrahlten Signal verglichen wird, wozu die Auswerteschaltung 5 über eine eigene Verbindung unmittelbar mit dem Sender 1 verbunden ist. Für den Aufbau der Auswerteschaltung 5 gibt es zahlreiche unterschiedliche Möglichkeiten, ein brauchbares Beispiel dafür ist in der US-PS 3 488 585 beschrieben.
Bei bekannten Entfernungsmessern ist für das vom Sender abgestrahlte Signal im allgemeinen kennzeichnend, daß seine Amplitude in Abhängigkeit von der Intensität der am Empfänger einfallenden Strahlung in der Weise variiert, daß die Amplitude des elektrischen Signals mit zunehmender Strahlungsintensität zunimmt.
Das Ausgangs signal des Empfängers 4 wird nicht nur der Auswerteschaltung 5, sondern auch einem spannungsgeregelten Oszillator 6 zugeführt, dessen Ausgangssignal eine Frequenz aufweist, die in bezug auf die Amplitude des Eingangssignals für den Oszillator 6 variiert. Dieses frequenzvariable Ausgangssignal des Oszillators 6 wird über einen Verstärker 7 einem Signalwandler 8 zugeführt, der dieses elektrische Signal in ein entsprechendes akustisches Signal umwandelt. Dieser Signalwandler 8 kann beispielsweise ein Lautsprecher oder auch ein Kopfhörer sein.
Das Ausgangssignal des Signalwandlers 8 dient dann als Richthilfe zum Ausrichten des Entfernungsmessers mit dem Sender 1 und dem Empfänger 4 auf den Reflektor 3.
Patentanspruche

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Ausrichten eines elektrooptischen Entfernungsmessers auf einen am fernen Ende einer Meßstrecke angeordneten Reflektor für vom Entfernungsmesser ausgesandte Meßstrahlung anhand eines von der am Entfernungsmesser einfallenden reflektierten Meßstrahlung abhängigen akustischen Richthilfssignals, dadurch gekennzeichnet, daß das akustische Richthilfssignal in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung in seiner Frequenz variiert und die Empfindlichkeit des menschlichen Ohres für Frequenzabweichungen für die Anzeige der maximalen Intensität der einfallenden Meßstrahlung ausgenutzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Ausrichtung des Entfernungsmessers mit einer gleichzeitigen visuellen Ausrichtung kombiniert wird, die insbesondere mit Hilfe einer Richtoptik und/oder eines Kontrollmessers mit von der Intensität der einfallenden Meßstrahlung abhängiger Auslenkung durchgeführt wird.
3. Vorrichtung zum Ausrichten eines Entfernungsmessers mit einem Sender für die Abstrahlung modulierter Strahlung, einem Empfänger für die Umwandlung der einfallenden Strahlung in elektrische Signale und einer Phasen- oder Zeitmeßeinrichtung zum Vergleichen der Phasenlage oder der Ansprechzeit für die ausgesandte und die einfallende Strahlung zur Bestimmung der gesuchten Entfernung, insbesondere in Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser (1, 4, 5) zusätzlich mit einem Generator (6, 7, 8) zum Erzeugen eines akustischen Richthilfssignals ausgerüstet ist, dessen Frequenz in Abhängigkeit von der Intensität der einfallenden Strahlung variiert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entfernungsmesser (1, 4, 5) zusätzlich mit einem visuelle Richtgerät, insbesondere in Form einer Richtoptik und/oder eines Kontrollmessers mit von der Intensität der einfallenden Strahlung abhängiger Auslenkung, ausgerüstet ist.

L e e r s e i t e