KR20130085434A - 로봇식 측량 기계 및 오토콜리메이션 타겟을 포함하는 측량 기계의 망원경의 자동화된 오토콜리메이션을 위한 방법 - Google Patents

로봇식 측량 기계 및 오토콜리메이션 타겟을 포함하는 측량 기계의 망원경의 자동화된 오토콜리메이션을 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 측량 기계의 망원경의 정렬과 같은 자동화된 오토콜리메이션을 위한 방법에 관한 것으로서, 망원경은 광축을 규정하고, 그 결과 광축은 오토콜리메이션 타겟의 반사면, 특히 코팅된 평면 미러에 수직이 된다. 이 방법은 다음과 같은 단계들: a) 망원경을 오토콜리메이션 타겟과 정렬시키는 단계; b) 망원경에 레티클을 조명하는 단계; c) 망원경을 무한대로 포커싱하는 단계; d) 오토콜리메이션 타겟 및 반사면에 의해 반사된 조명된 레티클(1), 또는 조명된 레티클을 망원경에 배열된 이미지 획득 장치에 의해 획득하는 단계; e) 이미지에서 레티클 중심을 결정하는 단계; f) 이미지에서 망원경의 광축으로부터 레티클 중심의 수평 거리(Δpx) 및 수직 거리(Δpy)를 결정하는 단계; 및 g) 레티클 중심의 수평 거리(Δpx) 및 수직 거리(Δpy)를 망원경의 오토콜리메이션 정렬로부터 망원경의 현재의 정렬의 수평 이탈각(ΔH) 및 수직 이탈각(ΔV)으로 변환하는 단계를 포함한다.

Description

로봇식 측량 기계 및 오토콜리메이션 타겟을 포함하는 측량 기계의 망원경의 자동화된 오토콜리메이션을 위한 방법{Robotic surveying instrument and method for the automated autocollimation of a telescope of a surveying instrument comprising an autocollimation target}
본 발명은 반사면을 가진 오토콜리메이션 타겟의 공간 정렬을 결정하거나 타겟과의 측량 기계의 망원경의 오토콜리메이션을 위한 방법 및 로봇식 측량 기계에 관한 것이다.
알려져 있는 것과 같이, 오토콜리메이션으로서 불리는 방법은 먼저 오토콜리메이션 타겟의 경사를 결정하고, 둘째 오토콜리메이션 타겟의 방위를 결정하는 역할을 한다. 용어 '경사(inclination)'는 보통 원하는 위치로부터 수직각의 편차(deviation)를 나타내고, 용어 '방위(orientation)'는 원하는 위치로부터 수평각의 편차를 나타낸다.
평면 미러는 보통 오토콜리메이션 타겟으로서 사용되고, 상기 미러는 경사 및 방위가 결정되어야 하는 물체에 설치된다. 물체는 예컨대 제조 플랜트(production plant)에서의 다른 구성요소들에 정확히 접속되어야 하는 구성요소들일 수 있다. 일례는, 조립 라인의 중단들 없이, 정확하게 설치될 수 있도록 하기 위해, 제조 플랜트에서, 자동차 본체에 통합하기 위해 매우 정밀하게 정렬되어야 하는 자동차 문들이다.
오토콜리메이션 프로세스의 제 2 목적은 오토콜리메이션 타겟에 수직인 광학 기준선을 생성하는 것이다. 이 경우에, 타겟 자체 대신에, 상기 망원경의 광축이 오토콜레메이션 타겟에 정확하게 수직이 되도록 오토콜리메이션을 위해 사용되는 망원경을 셋업하는 것이 필요하다.
지금까지, 이와 같은 오토콜리메이션은 수동으로 행해져 왔다. 이러한 목적을 위해, 망원경은 - 이것의 구성은 도 1로부터 개략적으로 알 수 있고 - 오토콜리메이션 타겟의 방향에서 정렬된다. 다음에, 망원경은 망원경의 광축 상에서 움직일 수 있게 배열되는 포커스 렌즈(4)의 변위에 의해 "무한대(infinity)"로 설정된다.
사용자는 이때 비임 스플리터(2)를 통해 조명 장치(3)에 의해 조명되는 레티클(reticle: 1), 및 상기 레티클의 미러 이미지를 식별할 수 있고, 상기 미러 이미지는 상평면(image plane)에 있는 오토콜리메이션 타겟(6)에서 반사된다. 오토콜리메이션 타겟(6)이 망원경의 광축에 대해 정확하게 수직으로 정렬되는 이상적인 경우에, 레티클(1) 및 그것의 미러 이미지는 일치하고, 추가의 조치들은 필요하지 않다.
도 2는 자동상관 타겟(autocorrelation target)이 망원경의 광축에 대해 정확하게 수직으로 정렬되지 않는 경우를 개략적으로 나타낸다. 여기서, 사용자는 레티클(1a)과 그것의 미러 이미지(1b) 사이의 편차를 인식하고, 여기서 편차는 오토콜리메이션 타겟(6)의 경사 및 방위에 종속하고 도 3a에 예로서 도시되어 있다. 편차를 보정하기 위해, 사용자는, 도 3b에 도시된 것과 같이, 레티클 및 그것의 미러 이미지가 일치할 때까지 망원경의 수평각 및 수직각을 변경한다. 오토콜리메이션 타겟의 경사 및 방위는 이후 망원경의 수평 및 수직각들로부터 결정된다. 도 2는 오토콜리메이션 타겟의 수직 경사각이 α인 경우를 나타낸다. 따라서, 광 비임들(5)이 반사되는 반사각은 2　x　α이다. 도 2의 수평 편차의 설명은 설명의 단순화를 위해 생략되었다.
그러므로, 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟 상에 수직으로 입사되도록 하기 위해, 수직 방향에서 α만큼 망원경을 회전시키거나 또는 수직 방향에서 각도 α만큼 오토콜리메이션 타겟을 회전시킬 필요가 있다. 이때 수직 방향에서 오토콜리메이션 타겟 또는 망원경의 유사한 회전은 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟에 수직이 되는 효과를 가진다.
도 3a는 불완전 레티클(1a)을 도시한다. 오토콜리메이션 타겟에 설치된 미러에 의한 레티클(1)의 반사는 레티클(1a)의 미러 이미지(1b)로 이어진다. 이전의 문단들에 기재된 것과 같이 망원경 또는 오토콜리메이션 타겟의 조정은, 도 3b에 도시된 것과 같이, 오토콜리메이션 타겟(6)과, 그것의 미러 이미지(1b)와 함께, 정확한, 수직 정렬을 갖는 레티클(1a)이 완전한 레티클의 이미지를 생성할 때까지 미러 이미지의 변위를 가져온다.
오토콜리메이션이 자동으로 행해질 수 있는 망원경 및 오토콜리메이션을 자동으로 행하는 방법이 필요하다.
본 발명에 따른 망원경은 측량 기계에 사용하기 위해 제공된다. 망원경은 광원, 광원에 의해 조명될 수 있는 레티클, 및 제 1 비임 스플리터를 포함한다. 비임 스플리터는 망원경의 광축을 따라 광원에 의해 방출되는 광 비임들을 편향시키기 위해 망원경의 근위 단부에 배열된다. 광축을 따라 전후로 이동할 수 있는 포커스 렌즈가 망원경의 원위 단부에 배열된다. 타겟과 마주하는 망원경의 그 단부는 망원경의 원위 단부로서 지정된다. 망원경의 아이피스 또는 타겟으로부터 떨어져서 마주하는 단부는 여기서 근위 단부로서 지정된다.
게다가, 제 2 비임 스플리터는 제 1 비임 스플리터와 이동 가능 포커스 렌즈 사이에 배열되고, 상기 제 2 비임 스플리터는 오토콜리메이션 타겟으로부터 반사된 광 비임들을, 망원경의 광축으로부터의 광 비임들의 편차가 결정될 수 있는 편차 결정 장치로 편향시키도록 설계된다.
편차 결정 장치 때문에, 유리하게는, 오토콜리메이션 타겟으로 방출되는 광 비임들, 특히 망원경의 광축을 따라 방출되는 광 비임이 광축에 평행하지 않거나 광축을 따르지 않는 방식으로 반사되는지를 자동으로 식별하는 것이 가능하다. 그 결과, 편차를 결정함으로써, 오토콜리메이션 타겟의 경사 및 방위를 결정하는 것이 가능하다.
본 발명의 의미 내의 광 비임들은 또한 레이저 비임들일 수 있다. 만약 레이저 비임들이 사용되면, 조명된 레티클은 생략될 수 있다.
바람직하게는, 오토콜리메이션 타겟으로부터 반사된 광 비임들은 이미지 획득 장치로 편향될 수 있다. 망원경의 광축으로부터 광 비임들의 편차는 이때 이미지 획득 장치에 의해 획득한 이미지로부터 결정될 수 있다.
유리하게는, 망원경은 추가로 외부 장치와 통신하기 위한 인터페이스를 가질 수 있다. 외부 장치들의 예들은 PC, 휴대용 컴퓨터(portable computer), 셀 폰(cell phone), PDA를 구비한다. 인터페이스는 예컨대 유선 접속, WLAN 접속, 블루투스(Bluetooth) 접속 또는 적외선(infrared) 접속일 수 있다.
바람직하게는, 발광 가능 레티클은 제 1 비임 스플리터과 이동 가능 포커스 렌즈 사이 및/또는 제 1 비임 스플리터와 제 2 비임 스플리터 사이에서 망원경의 광축 상에 배열될 수 있다.
대안으로, 발광 가능 레티클은 광원과 제 1 비임 스플리터 사이에 배열될 수 있고, 제 2 레티클은 망원경의 근위 단부와 제 1 비임 스플리터 사이에 배열될 수 있다.
바람직하게는, 발광 가능 레티클 및 제 2 레티클은 불완전하게 구현될 수 있다. 이 경우에, 발광 가능 레티클은 수평 및/또는 수직 축선에 대한 그것의 미러링에 의해 및/또는 제 2 레티클 및/또는 그것의 수평 및/또는 수직 축선에 대한 제 2 레티클의 미러링에 의해 완성될 수 있다. 따라서, 사용자는, 만약 레티클이 완전히 생략 가능한 것이면, 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟에 수직인 것을 생략할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 위에 기재한 망원경은 측량 기계, 특히 산업 측량 세오돌라이트 또는 산업 측량 토탈 스테이션의 부분이다. 이 경우에, 측량 기계　-　일반적인 형태에 따른, 즉 이 기술분야에서 숙련된 사람에게 알려진 - 는 특히 스탠드(stand) 위에 장착될 수 있는 베이스, 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 베이스 상에 장착되는 상측 부분, 및 피봇팅 축선을 중심을 피봇 가능한 방식으로 상측 부분 상에 장착되는 망원경을 포함할 수 있다. 게다가, 평가(evaluation) 및 제어 유닛(control unit)이 존재할 수 있다.
이 경우에, 베이스에 대한 관측 유닛의 공간 정렬은 2개의 고니오미터들(goniometers)을 통해 획득될 수 있고, 더욱이, - 측량 기계의 전개 단계에 종속하여 - 제 1 및 제 2 로터리 드라이브(rotary drive)는 상측 부분 및/또는 망원경을 구동하고 정렬할 수 있게 한다. 게다가, 거리 측정 기능이 또한 망원경에 의해 보장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 측량 기계는 기동 후 및 이하에 더 상세히 기재되는 방법(즉, 광축이 오토콜레이메이션 타겟, 특히 코팅된 평면 미러의 반사면에 수직으로 되는 방식으로 광축을 규정하는 망원경의 정렬로서, 오토콜리메이션을 위한 방법)이 평가 및 제어 유닛에 의해 자동으로 제어되는 방식으로 행해질 수 있는 상황에서 적어도 부분적으로 자동으로 진행하는 오토콜리메이션 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 오토콜리메이션을 위한 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
a) 망원경을 오토콜리메이션 타겟과 정렬시키는 단계;
b) 망원경 내의 레티클을 조명하는 단계;
c) 망원경을 무한대로 포커싱하는 단계;
d) 오토콜리메이션 타겟 및 조명된 레티클로부터 반사된 조명된 레티클 또는 이미지 획득 장치에 의해 조명된 레티클을 획득하는 단계;
e) 이미지에서 레티클 중심 지점을 결정하는 단계;
f) 이미지에서 망원경의 광축으로부터 레티클 중심 지점의 수평 및 수직 거리를 결정하는 단계;
g) 레티클 중심 지점의 수평 및 수직 거리를 수평 및 수직 편차각으로 변환하는 단계.
이 경우에, 단계 a), 단계 b) 등으로서의 본 발명에 따른 방법의 상황에서 실행되는 모든 작업들의 지정은, 이들 작업들이 반드시 따로따로 실행되어야 하는 방식으로 행해진다는 것을 결코 의미하지 않는다. 게다가, a), b) 등으로 단계들을 명명하는 것은 작업들을 행하기 위한 특정 순서를 반드시 요구하지 않는다. 그와는 대조적으로, 본 발명에 따른 방법의 상황에서, 단계들 a), b) 등으로서 지정된 작업들은 또한 조합으로 및/또는 조합으로 및/또는 집합적으로(collectively)(즉, 공동으로(jointly), 동시에 또는 시간적으로 중첩하여(with temporal overlap)) 행해질 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라 실행되는 방법의 작업들(관리 이유들 때문에 여기서는 단지 "단계들"로서 나타냄)은 위에서 배열한 것과는 다른 순서로 또한 행해질 수 있다. 단지 예로서 - 이 기술분야에서 숙련된 사람에게 명백한 것과 같이 - 예를 들어 레티클의 조명은, 상기 방법이 실행되는 광범위한, 특히 전체 시간에 걸쳐 실행될 수 있고, 또는 - 마찬가지로 단지 예로서 - 망원경의 포커싱은 또한 망원경을 오토콜리메이션 타겟과 정렬시키는 단계 전, 후 또는 중(그렇지 않으면 시간적으로 중첩하여) 행해질 수 있다.
본 발명에 따른 오토콜리메이션 방법에 따르면, 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟에 수직인지를 자동으로 검출하는 것이 가능하다. 이미지에서 광축으로부터 레티클의 수평 및 수직 거리들로부터, 망원경 또는 망원경을 포함하는 측량 기기계의 선행 교정에 기초하여, 오토콜리메이션 타겟의 경사 및 방위를 결정하는 것이 가능하다.
유리하게는, 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 추가 단계들을 포함할 수 있다:
h) 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟에 수직이 되도록 하기 위해 수평 및 수직 편차각의 절반만큼의 망원경의 이동,
i) 망원경의 수평각 및 수직각의 측정,
j) 측정된 수평각 및 수직각으로부터 타겟의 경사각 및 방위각의 계산.
이들 추가의 방법 단계들을 적용함으로써, 망원경은 그것이 광축이 오토콜리메이션 타겟에 수직이 되도록 정렬된다.
대안으로, 본 발명에 따른 방법은 다음과 같은 추가의 단계들을 포함할 수 있다:
i2) 망원경의 수평각 및 수직각을 측정하는 단계,
k) 망원경의 측정된 수평각 및 수직각에 수평 편차각의 절반 및 수직 편차각의 절반을 부가함으로써 타겟의 경사각 및 방위각을 결정하는 단계.
그렇게 함으로써, 망원경을 이동시킬 필요 없이, 오토콜리메이션 타겟의 경사각 및 방위각을 결정하는 것이 단순한 방식으로 가능하다.
유리하게는, 위에 언급한 방법들 중 하나에 있어서, 광축은 이미지 중심 지점에 대응할 수 있다. 이미지에서 망원경의 광축으로부터 레티클 중심 지점의 수평 및 수직 거리의 결정은 레티클 중심 지점과 광축 사이의 화소들의 수로부터 결정될 수 있다.
유리하게는, 수평 및 수직 편차각이 미리 정해진 임계값 아래로 될 때까지 단계 e)로부터 진행하는 단계들을 반복식으로 행할 가능성이 있다.
유리하게는, 망원경의 자동 회전에 의해 미리 정해진 검색 패턴을 자동으로 추적하는 것에 의해 단계들 a), c) 및 d)를 행할 가능성이 추가로 있다. 이 경우에, 포커스 렌즈는 자동으로 포커싱될 수 있고 타겟은 획득한 이미지와 미리 규정된 비교 이미지의 비교에 의해 식별될 수 있다.
이 경우에 사용된 비교 이미지는 망원경을 갖는 측량 기계의 뷰(view)일 수 있고, 예를 들어 만약 망원경의 광축이 오토콜리메이션 타겟에 또는 미러에 수직이면, 오토콜리메이션 타겟에 설치되는 미러에서 볼 수 있다. 그러나, 대안으로 비교 이미지들로서 다른 참조 이미지들, 예컨대 망원경 상에 배열되는 구별되는 부호(distinctive sign) 또는 특히 이러한 목적을 위해 측량 기계에 점착식으로 부착되는 마킹(코드 마크)을 사용하는 것이 또한 가능하다.
유리하게는, 망원경의 광축에 수직이 되는 방식으로 수평 및 수직 편차각에 따라 타겟을 이동시키는 것이 가능하다. 그 결과, 망원경의 광축에 대한 오토콜리메이션 타겟의 정확한 적응(adaptation)이 가능하다.
특히, 이 방법은 또한 온 액시스 카메라(on axis camera: OAC)를 갖는 제 2 망원경이 타겟으로서 기능하도록 수행될 수 있고, 단계 f)에서, 이미지에서의 제 2 망원경의 광축으로부터 레티클 중심 지점의 수평 및 수직 거리는 다음과 같은 단계들에 대한 기초로서 결정된다.
특히, 망원경들 중 하나가 수평 및 수직 편차각에 의해 이동되는 것이 가능하고, 또는 양 망원경들은 각각의 경우에 수평 편차각의 절반 및 수직 편차각의 절반만큼 이동될 수 있다. 콜리메이션 프로세스의 제어 및 상호 조정을 위해, 양 망원경들(또는 양 측량 기계들)은 예컨대 외부의, 공통의 제어 및 감시 장치(external, common control and supervisory device)에 연결될 수 있다. 대안으로, 2개의 기구들은 또한 이들이 자동 상호 콜리메이션 프로세스를 제어할 목적으로, (예컨대 무선 링크를 통해) 서로 통신할 수 있는 방식으로 설계될 수 있다. 이 경우에, 프로세스는 추가의 외부 제어 및 감시 장치 없이 자동으로 진행할 수 있다. 예로서, "마스터 기계(master instrument)"로서의 2개의 기구들 중 하나는 상호 콜리메이션 프로세스(즉 양 기계들의 제어)의 자동 제어를 수행할 수 있고, 이때 "슬레이브(slave)"로서의 다른 기계는 각각의 경우에 마스터 기계의 부분 상의 획득한 이미지로부터 유도되는 제어 명령들만을 수행할 수 있다.
그 결과, 2개의 망원경들을 서로 정렬시켜 이들의 광축들이 모두 평행하게 놓이고 또는 심지어 정확하게 일치하는 것이 가능하다. 이러한 프로세스는 또한 상호 콜리메이션으로서 불린다.
요약하면, 본 발명은 본 발명의 다음과 같은 대상들에 관한 것이다:
A) 방법 1:
반사면, 특히 코팅된 평면 미러를 가지는 오토콜리메이션 타겟과 로봇식 측량 기계(robotic surveying instrument)의 망원경과의 공간 정렬(spatial alignment)을 결정하는 방법으로서, 상기 망원경은 광축을 규정하고, 상기 측량 기계는 베이스(base), 및 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착된 상측 부분을 가지며, 상기 망원경은 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고,
· a) 상기 망원경을 상기 오토콜리메이션 타겟과 정렬시키는 단계;
· b) 상기 망원경 내의 레티클을 조명하는 단계로서, 특히 상기 레티클을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역은 실질적으로 균일하게 조명되는, 상기 조명하는 단계;
· c) 상기 망원경을 무한대로 포커싱하는 단계;
· d) 상기 망원경에 배열된 전자 이미지 획득 장치에 의해 상기 조명된 레티클의 - 상기 반사면에서 발생된 - 미러 이미지를 획득하는 단계;
· e) 상기 이미지에서 상기 조명된 레티클의 획득된 상기 미러 이미지의 레티클 중심 지점을 결정하는 단계;
· f) 상기 이미지에서, 미리 정해진 화소 위치, 특히 상기 광축의 상기 화소 위치로부터 상기 레티클 중심 지점의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 결정하는 단계;
· g) 상기 레티클 중심 지점의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를, 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 반사면에 수직인 상기 망원경의 정렬로부터 상기 망원경의 현재의 정렬의 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)으로 변환하는 단계; 및
· k) 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 기초하여 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 공간 정렬을 결정하는 단계를 포함하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
이 경우에, 방법 1의 발전양상들은, 그 중에서도, 다음과 같은 특징들을 구성한다.
- 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 공간 정렬을 결정하기 위해(단계 i2로서), 상기 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)이 측정되고, 그리고 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 공간 정렬, 특히 상기 경사각 및 상기 방위각은 절반의 상기 수평 편차각(ΔH/2) 및 절반의 상기 수직 편차각(ΔV/2)을 상기 망원경의 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)에, 각각 가산하여 계산됨.
- 단계 g) 후, 다음의 단계,
· h2) 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟에 수직이 되는 방식으로 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 오토콜리메이션 타겟의 동력화된 이동,
· i) 상기 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
· j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)으로부터 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 경사각 및 상기 방위각의 계산이 행해짐.
- 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 공간 정렬을 결정하기 위해, 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 반사면에 수직이 되는 방식으로의 상기 망원경의 정렬로서, 오토콜리메이션이 실행되고,
상세하게는 다음의 단계,
· h) 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟에 수직이 되는 방식으로, 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 베이스에 대한 상기 망원경의 동력화된 이동,
· i) 상기 자동 콜리메이팅된 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
· j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)으로부터 상기 오토콜리메이션 타겟의 상기 경사각 및 상기 방위각의 계산이 행해짐.
- 오토콜리메이션을 위해, 단계 g) 후, 단계 preh)로서, 상기 망원경은 상기 수평 편차각의 절반(ΔH/2) 및 상기 수직 편차각의 절반(ΔV/2)만큼 이동되고, 상기 수평 및 상기 수직 편차각들이 미리 정해진 임계값 아래로 될 때까지 단계들 d) 내지 preh)가 반복식으로 반복적으로 행해짐.
B) 방법 2:
· 제 2 광축을 규정하는, 제 2 측량 기계의 제 2 망원경에 대해
· 제 1 광축을 규정하는, 제 1 측량 기계의 제 1 망원경
의 상호 공간 정렬을 결정하는 방법으로서,
상기 제 1 및 제 2 측량 기계들은 각각 베이스, 및 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 망원경들은 각각 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 각각의 상측 부분 상에 장착되고,
· a) 제 2 망원경이 상호 서로 마주하는 방식으로 상기 제 1 및 제 2 망원경들을 대략 정렬하는 단계;
· b) 특히 상기 레티클을 포함하는 영역의 실질적으로 균일한 조명에 의해, 상기 제 1 망원경 내의 레티클을 조명하는 단계,
· c) 상기 제 1 및 제 2 망원경들을 무한대로 포커싱하는 단계;
· d) 상기 제 2 망원경에 배열된 전자 이미지 획득 장치에 의해 상기 조명된 레티클을 획득하는 단계;
· e) 상기 이미지에서, 상기 획득한 레티클의 상기 레티클 중심 지점을 결정하는 단계;
· f) 상기 이미지에서, 미리 정해진 화소 위치, 특히 상기 제 2 광축의 상기 화소 위치로부터 상기 레티클 중심 지점의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 결정하는 단계;
· 서로에 대한 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 현재의 상호 정렬로 부터
· 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으 로 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상호 정렬까지
· g) 상기 레티클 중심 지점의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)으로 변환하는 단계; 및
· k) 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 기초하여 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 공간 정렬을 결정하는 단계를 포함하는, 상호 공간 정렬을 결정하는 방법.
이 경우에, 방법 2의 발전양상은, 그 중에서도, 다음과 같은 특징들을 구성한다.
- 상기 상호 공간 정렬을 결정하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으로, 상기 제 2 망원경에 대한 상기 제 1 망원경의 정렬로서, 상기 제 1 망원경과 상기 제 2 망원경과의 오토콜리메이션이 실행되고,
상세하게는 다음의 단계,
· h) 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으로 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 베이스에 대한 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 동력화된 이동, - 특히 상기 제 1 및 상기 제 2 망원경 둘다는 각각 절반의 상기 수평 편차각(ΔH/2) 및 절반의 상기 수직 편차각(ΔV/2)만큼 전동식으로 이동되고 -,
· i) 상기 제 1 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V) 및 상기 제 2 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
· j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)로부터의 상기 상호 공간 정렬의 계산이 실행됨
C) 장치 1:
방법 1(포인트 A 참조)의 상황에서 사용하기 위한, 로봇식 측량 기계, 특히 산업 측량 세오돌라이트(industrial surveying theodolite) 또는 산업 측량 토탈 스테이션(industrial surveying total station)으로서,
상기 측량 기계는,
· 베이스,
· 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분,
· 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고, 광축을 규정하는 망원경, 및
· 평가 및 제어 유닛을 포함하고,
상기 망원경은
· 광원,
· 상기 광원에 의해 조명될 수 있는 레티클로서, 특히 상기 광원 및 상기 레티클은 상기 레티클을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역이 실질적으로 균일하게 조명되는 방식으로 구현되고 상대적으로 배열되는, 상기 레티클,
· 상기 망원경의 상기 광축을 따라 상기 광원에 의해 방출되는 광 비임들을 편향시키기 위해, 상기 망원경의 근위 단부(proximal end)에 배열되는 제 1 비임 스플리터,
· 상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하고,
본 발명에 따르면,
· 상기 망원경은 상기 조명된 레티클의 미러 이미지로부터 이미지를 획득하는 동축 이미지 획득 장치를 포함하고, 상기 미러 이미지는 오토콜리메이션 타겟의 반사면에서 발생되고,
· 상기 평가 및 제어 유닛은 방법 1(포인트 A 참조)의 단계 b)로부터 진행하는 상기 단계들을 자동으로 제어하거나 실행하도록 설계되고, 그 결과 상기 측량 기계는 시작(initiation) 후 적어도 부분적으로 자동으로 진행하는 콜리메이션 타겟 정렬 결정 또는 오토콜리메이션 기능을 가진다.
이 경우에, 장치 1의 발전양상들은, 그 중에서도, 다음과 같은 특징들을 구성한다.
- 상기 이미지 획득 장치의 2차 비임 경로를 상기 망원경의 주 비임 경로(main beam path)에 결합하기 위한 제 2 비임 스플리터는 상기 제 1 비임 스플리터와 상기 이동 가능 포커스 렌즈 사이에 제공됨.
- 발광 가능 레티클(illuminatable reticle)은 상기 제 1 비임 스플리터와 상기 이동 가능 포커스 렌즈 사이에서 및/또는 상기 제 1 비임 스플리터와 상기 제 2 비임 스플리터 사이에서 상기 주 비임 경로에 배열됨.
- 상기 발광 가능 레티클은 상기 광원과 상기 제 1 비임 스플리터 사이에 배열되고, 및 제 2 레티클은 상기 망원경의 상기 근위 단부와 상기 제 1 비임 스플리터 사이에서 상기 주 비임 경로에 배열됨.
- 상기 발광 가능 레티클 및, 적당하다면, 상기 제 2 레티클은 비대칭으로, 특히
· 상기 수평 및/또는 상기 수직 축선에 대한 이미지의 미러링(mirroring)과 함께 상기 이미지에서의 상기 발광 가능 레티클(11)이 서로 보완하여 대칭 전체 배열(symmetrical overall arrangement)을 형성하고,
또는
· 상기 수평 및/또는 상기 수직 축선에 대한 상기 발광 가능 레티클(1)의 미러링과 함께 상기 이미지에서의 상기 제 2 레티클(9)이 서로 보완하여 대칭 전체 배열을 형성하는 방식으로 구현됨.
D) 장치 2:
제 1 및 제 2 로봇식 측량 기계를 포함하고, 방법 2의 상황에서 사용하기 위한 측량 시스템으로서, 상기 제 1 로봇식 측량 기계는,
· 베이스,
· 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분, 및
· 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고, 제 1 광축을 규정하는 제 1 망원경을 포함하고, 상기 제 1 망원경은,
· 광원,
· 상기 광원에 의해 조명될 수 있는 레티클로서, 특히 상기 광원 및 상기 레티클은 상기 레티클을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역이 실질적으로 균일하게 조명되도록 구현되고 상대적으로 배열되는, 상기 레티클,
· 상기 망원경의 상기 광축을 따라 상기 광원에 의해 방출되는 광 비임들을 편향시키기 위해, 상기 망원경의 근위 단부에 배열되는 제 1 비임 스플리터,
·상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하고,
상기 제 2 로봇식 측량 기계는,
· 베이스,
· 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분, 및
· 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되는 제 2 망원경을 포함하고, 상기 제 2 망원경은 제 2 광축을 규정하고, 상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하고,
여기서 본 발명은,
· 만약 제 1 및 제 2 망원경들이, 이들이 상호 서로 마주하는 방식으로 적어도 대략 상호 정렬된다면, 상기 조명된 레티클의 이미지를 획득하고, 상기 제 2 망원경에 제공되는 동축 이미지 획득 장치, 및
· 방법 2의 단계 b)로부터 진행하는 상기 단계들을 자동으로 제어하거나 또는 행하는 평가 및 제어 유닛을 포함하고, 그 결과 상기 측량 시스템은 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 공간 정렬을 결정하거나 또는 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 오토콜리메이션을 위한 - 기동 후 적어도 부분적으로 자동으로 진행하는 - 기능을 가진다.
본 발명의 추가 특징들 및 이점들은 첨부 도면과 함께 읽어야 하는, 다음의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 오토콜리메이션에 사용되는 망원경의 단면도를 개략적으로 나타내고;
도 2는 오토콜리메이션 타겟의 정렬 불량의 경우의 도 1로부터의 망원경의 단면도를 개략적으로 나타내고;
도 3a-b는 오토콜리메이션 타겟이 잘못 정렬되고, 각각 망원경의 광축에 수직인 분할 레티클의 도면들이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토콜리메이션을 위한 망원경의 단면도를 개략적으로 나타내고;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오토콜리메이션 프로세스의 플로차트를 나타내고;
도 6a-d는 도 5 및 도 10에서의 오토콜리메이션 프로세스 동안의 레티클의 상이한 도면들이고;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오토콜리메이션 프로세스를 나타내고;
도 8a-e는 본 발명의 추가의 실시예에 따른 오토콜리메이션을 위한 망원경의 단면도 및 2개의 레티클들의 예시적인 구성 및 카메라로부터 이들의 도면들 및 아이피스를 보았을 때의 단면도를 나타내고;
도 9a-b는 각각의 경우에 본 발명에 따라 평행하게 정렬된 2개의 망원경들의 단면도들을 개략적으로 나타내고;
도 10은 2개의 망원경들의 평행 정렬을 위한 프로세스의 플로차트를 나타낸다.
본 발명의 현재 바람직한 실시예들은 도 4 내지 도 10으로 설명될 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 망원경을 나타내고, 망원경은 측량 기계(이하 기계) 상에 사용된다. 도면의 우측에 배열되는 망원경의 근위 단부(proximal end)에서, 비임 스플리터(2)는 망원경의 광축 상에 위치된다. 비임 스플리터는 망원경의 원위 단부의 방향에서 망원경의 광축을 따라, 비임 스플리터(2) 근방에 배열되는, 조명 장치(3)의 광 비임들을 편향시키는 역할을 한다.
조명 장치(3)는 다양한 방법들로 실시될 수 있다. 예로서, 그것은 플러그-온 솔루션(plug-on solution) 형태로 착탈 가능한 방식으로 망원경에 설치될 수 있지만, 그것은 또한 망원경에 고정적으로 통합될 수 있다.
망원경의 광축을 따라 비임 스플리터(2)에 의해 편향된 광 비임들은 비임 스플리터(2)와 제 2 비임 스플리터(7) 사이에 배열된 레티클(1)을 조명하는 역할을 한다. 광축을 따라 변위 가능한 포커스 렌즈(4)는 제 2 비임 스플리터(7)의 하류에 위치된다. "무한대 위치(무한대 위치)"로의 포커스 렌즈(4)의 변위에 의해, 광 비임들(5)은, 망원경의 원위 단부에 설치된 수렴 렌즈(10)와 조합하여, 광축에 정확하게 평행하게 정렬되고 거기에 설치된 오토콜리메이션 타겟(6) 또는 미러(6) 상에 입사된다.
광 비임들(5)은 수렴 렌즈(10) 및 포커스 렌즈(4)에 의해 다시 포커싱되도록 미러(6)로부터 반사되고, 제 2 비임 스플리터(7)에 의해, 레티클(1)의 이미지가 투영되는 예를 들어 CMOS, CCD 등과 같은, 온 액시스 카메라(on axis camera; OAC)의 이미지 센서(8) 위로 전환된다. 이미지 데이터는 인터페이스(도시되지 않음)에 의해 제어 유닛에 전달된다. 예로서, 통합 또는 외부 컴퓨터, PDA 또는 다른 적합한 장치들이 제어 유닛으로서 사용될 수 있다. 이미지는 또한 제어 유닛의 디스플레이 또는 스크린 상에 표시된다.
이 경우에, 망원경은 이미 위에서 기재한 본 발명에 따른 방법(즉, 광축이 오토콜리메이션 타겟, 특히 코팅된 평면 미러의 반사면에 수직이 되는 방식으로 망원경의 정렬로서, 망원경의 정렬로서 오토콜리메이션을 위한 방법)의 상황에서 사용하기 위해 설계된다.
도 5의 플로차트는 오토콜리메이션 타겟(6)의 반사면에 수직인 기준선을 결정하는 것을 포함하는 본 발명에 따른 오토콜리메이션 프로세스를 도시한다.
먼저, 단계 100(이하 S100 등)에서, 망원경은 사용자에 의해 오토콜리메이션 타겟(6)과 대략 정렬된다. 사용되는 오토콜리메이션 타겟(6)은 특히 정렬이 결정되도록 의도되고 또는 망원경이 정렬되도록 의도된 물체에 설치되는 평면 미러(6)이다.
다음에, S110에서, 망원경은 무한대로 설정된다. 결과적으로, 레티클(1)의 미러 이미지는 가시적으로 되고 또는 망원경을 통해 볼 때 사용자에게 가시적이고, 또는 도 6a로부터 명백한 것과 같이, 제어 유닛의 디스플레이 또는 스크린 상에서 인지될 수 있다.
다음에, S120에서, 도 6b로부터 명백한 것과 같이, 레티클의 미러 이미지의 중심 지점(1c)의 화소 좌표들(px, py)이 결정된다. 이러한 목적을 위해, 예컨대 레티클의 도심(centroid)을 계산하여 이미지 처리, 저장된 패턴들과의 이미지 비교(패턴 인식) 등등과 같은 방법들이 있을 수 있다.
다음에, 도 6c로부터 명백한 것과 같이, S130은 이때 화소 오프셋 Δpx 및 Δpy를, 즉 광축의 화소 위치(11)와, 화소들 내의 레티클(1)의 중심 지점(1c) 사이의 거리를 결정하는 것을 포함한다. 광축의 화소 위치(11)는 망원경의 선행 교정(preceding calibration)으로부터 알려져 있다. 바람직하게는, 망원경은 광축의 화소 위치(11)가 센서의 중심에 또는 이미지의 중심에 정확히 위치되도록 설계된다.
S140에서, 화소 오프셋은 수평 및 수직 차이 ΔH 및 ΔV로 변환된다. 특히, 망원경의 선행 교정의 결과로서, 특정 각도 차이에 특정 화소 거리들을 할당하기 위해 사용될 수 있는 변환 함수가 추가로 알려진다. 결과적으로, S140 후, 오토콜리메이션 타겟에 대한 망원경의 광축의 위치가 알려져 있다.
수평 및 수직 각도 차이들(ΔH 및 ΔV)의 결정에 이어, S150에서, 망원경은 수평 및 수직 각도 차이들(ΔH 및 ΔV)의 절반, 즉 ΔH/2 및 ΔV/2만큼 조정되고, 그 결과, 망원경의 광축은 오토콜리메이션 타겟(6)에 정확히 수직이 된다. 도 6d로부터 명백한 것과 같이, 이미지에서 반사된 레티클(1)의 중심 지점(1c)은 광축(11)의 위치와 일치한다. 광축은 오토콜리메이션 타겟(6)의 반사면에 정확히 수직인 기준선을 형성한다. 만약 그렇지 않을 경우에는, 교정에 의해 결정되는 오프셋은 또한 고려될 수 있고 평가에 사용될 수 있다.
이 실시예의 일 변형예에 따르면, 단계들 120 내지 150가 또한 결정된 각도차 ΔH 및 ΔV가 미리 결정된 임계치들보다 작을 때까지 반복해서 수행될 수 있고, 그 결과 기준선(즉 "이상적인(ideal)" 오토콜리메이션 정렬로부터 작은 잔차 편차)을 결정할 때 훨씬 높은 정밀도를 달성하는 것이 가능하다. 예컨대 적당하지 않은 카메라 교정(예를 들어 왜곡 또는 화소 위치들의 이동 거리들로의 변환에 관해) 또는 ΔH/2 및 ΔV/2만큼 이동한 후의 위치결정 부정확 때문에, 예를 들어, 제 1 시간 동안 단계들 120 내지 150을 실행한 후, 레티클 중심 지점(1c)이 이미지 내의 광축과 충분히 정밀하게 대응하지 않는 것(또는 2개의 레티클이 아직 충분히 정밀하게 대응하지 않는 것)이 확인되면, 추가의 반복 패스들(further iteration passes)에서, 상기 단계들 120 내지 150은 각각의 경우에 "이상적인(ideal)" 오토콜리메이션 정렬로부터 원하는/미리 규정된 잔차 편차가 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 이것은 본 발명에 따른 반복법(iterative method)을 구성한다.
만약 S170에서 수직으로, 기준선과 오토콜리메이션 타겟(6)을 정렬시키는 대신에, 오토콜리메이션 타겟(6)의 경사 및 방위를 결정하는 것이 바람직하면, 오토콜리메이션 타겟(6)의 경사 및 방위가 S160에서 측정된 망원경의 수평각들 및 수직각들(H, V)로부터 결정된다. 이 경우에, 경사각은 수직각(V)에 대응하고 방위각은 수평각(H)에 대응한다. 만약 오토콜리메이션 타겟이 물체를 따라 이동되면, 이때 상대 경사 변화들이 절대 경사값들로부터 유도될 수 있고, 상기 변경들은 예컨대 복수의 물체를 체크하기 위해 사용될 수 있다.
도 5를 참조하여 기재된 절차에 대한 대안으로서, 경사 및 방위는 또한 도 7에 도시된 절차에 기초하여 결정될 수 있다. 비록 S150이 생략되지만, 즉 망원경을 이동시킬 필요가 없지만, 이 절차는 도 5의 단계들 100과 동일하다. 대신에, S180에서, 절반의 각도차들(ΔH/2 및 ΔV/2)이 S160에서 측정된 수평 및 수직각들(H 및 V)에 부가되고, 따라서, 오토콜리메이션 타겟(6)의 경사 및 방위가 결정된다.
그 중에서는 오토콜리메이션 프로세스는 종래 기술에서 언급한 방법들에 의한 것보다 더 신속하게 행해질 수 있므로, 자동화는 이점들을 제공한다.
게다가, 오토콜리메이션 프로세스는 정기적으로 자동으로 반복될 수 있어, 제조 시퀀스를 모니터링하는 것을 단순화시킨다. 이와 같은 응용을 위해 알려진 방법의 사용은 인적인 면에서 너무 비싸고 너무 시간 소모적일 것이다.
이 방법이 자동화되므로, 측정값들의 부정확한 판독 등과 같은, 인간 사용자들에 기인하는 에러의 근원들이 제거된다.
만약 오토콜리메이션 타겟의 경사 및 방위를 결정하는 것만이 필요하면, 레티클(1)과 그것의 미러 이미지 1을 결합 또는 레티클의 미러 이미지 1과 광축의 위치 11를 결합하는 단계가 생략될 수 있다. 이것은 속도에서 이익을 가져 온다.
게다가, 오토콜리메이션 프로세스들은 사람들에게 위험하고 그러므로 액세스할 수 없거나 제약들을 갖고서만 액세스할 수 있는 환경들에서 행해질 수 있다.
만약 사용되는 망원경에 망원경의 움직임들을 조정하기 위한 모터가 제공되고, 만약 포커스 렌즈가 마찬가지로 모터에 의해 이동될 수 있으면, 그렇지 않으면 수동으로 행해져야 하는 단계들이 또한 이하의 표로부터 명백한 바와 같이, 자동화된 방식으로 행해질 수 있다.
표 1은 상이한 기구들(different instruments)의 가능한 자동화 정도를 제시한다. 모든 기구들은 광축(소위 온 액시스 카메라, OAC)에 대해 동축으로 배열된 카메라, 및 자동 오토콜리메이션을 위한 위에 기재한 장치들을 가진다.
단계 태스크 수동
기구		 전동 망원경 이동 전동 망원경 이동 및 전동 포커스 렌즈
100 타겟과 대략 정렬 수동 자동 자동
110 무한대로 설정 수동 수동 자동
120 반사된 레티클의 화소 위치 자동 자동 자동
130 광축에 대한 화소 오프셋 자동 자동 자동
140 화소 오프셋을 각도차들로 변환 자동 자동 자동
150 망원경 이동 수동 자동 자동
160 각도 측정 자동 자동 자동
170/180 타겟의 방위 및 경사 결정 자동 자동 자동
이 경우에, 만약 기구 및 오토콜리메이션 타겟(6)의 근사 위치가 알려져 있으면, S100은 자동으로 행해질 수 있다. 그러나, S100은 또한 전동 망원경이 미리 규정된 검색 패턴 및 오토콜리메이션 타겟(6)이 이미지 분석에 의해 식별되는 한, 자동화된 방식으로 행해질 수 있다. 예로서, 오토콜리메이션 타겟에 설치된 미러로부터 반사된 망원경의 미러 이미지는 비교 이미지로서 작용할 수 있다.
하나의 바람직한 변형예에 따라 단계들 100, 110 및 150이 수동으로 행해지는 경우에, 제어 유닛의 디스플레이 또는 스크린 상의 화살표들에 의해 이동의 대응하는 방향들을 미리 규정하는 것이 가능하다. 이 경우에, 또한 필요한 이동 범위를 나타내는 수치들을 표시하는 것이 가능하다.
도 8a는 본 발명에 따라 오토콜리메이션을 위해 사용될 수 있는 망원경의 다른 실시예를 나타낸다. 도 4에 도시된 망원경과의 차이만이 단지 반복들을 피하기 위해 다음의 설명에 기재된다.
발광 가능 레티클(illuminatable reticle; 1)은 광축 상에 배열되는 것 대신에 조명 장치(3)와 비임 스플리터(2) 사이에 배열된다 결과적으로, 레티클(1)은 직접 조명되고, 조명된 레티클(10)의 광 비임들(5)은 광축을 따라 편향된다. 제 2 비임 스플리터(7)에 의해 편향된 반사광 비임들은 도 4의 실시예에서와 동일한 방식으로 이미지 센서(8)에 의해 검출되고 대응하는 방식으로 또한 처리된다.
제 1 레티클(1)(예를 들어 도 8c로부터의 변형예에 따라 형성될 수 있는)에 의해 상응하여 조정되는 제 2 레티클(9)(광축 상에서 망원경의 근위 단부 또는 아이피스와 제 1 비임 스플리터(2) 사이에 배열되고, 조명되지 않아야 하고 예를 들어 도 8b로부터의 변형예에 따라 형성될 수 있는)에 의해, 수동 오토콜리메이션 프로세스 또는 자동 오토콜리메이션의 육안 점검(visual check)이 사용자에게 용이하거나 개선된 방식으로 가능하게 될 수 있다.
그러므로, 조명된 제 1 레티클(1)은 카메라 센서(8)의 도움으로 직접 관측되거나 캡쳐되지 않고, 오히려 그것의 미러 이미지 - 콜리메이션 미러(collimation mirror)에서 반사된 - 가 카메라 센서(8)에 의해 캡쳐되고 또는 아이피스를 통해 관측될 수 있다. 사용자는 아이피스를 통해 직접 비조명(non-illumination) 제 2 레티클(9)을 보고, 비조명 때문에, 상기 제 2 레티클(9)의 미러 이미지는 아이피스를 통해 관측하는 동안 보이지 않는다. 제 2 레티클(9) 자신도 그것의 미러 이미지(후자는 비조명 때문임)도 카메라 센서(8)에 의해 캡쳐되지 않는다(이러한 점에서 설명적인 방식으로, 도 8d는 카메라 센서의 관측 지점으로부터 이미지를 나타내고, 카메라 센서 위에는 제 1 레티클(1)의 이미지만이 나타나고 실제로 제 2 레티클(9)도 그것의 미러 이미지도 나타나지 않는다).
도 8a에 따른 배열의 이점은 여기서,
- 제 1 레티클(1)(예컨대 카메라 센서(8)에 의해 캡쳐된 그것의 카메라 이미지 처리의 도움으로 받아 가능하게는 단순하고 정밀하게 평가될 수 있다는 취지로 그것의 형상이 최적화됨)에 대해, 그리고
- 제 2 레티클(9)(예컨대 사용자에 의한 타겟의 시각에 의한 관측(visual sighting)에 관해 그것의 형상이 최적화됨)에 대해,
상이한 레티클 형상들이 선택될 수 있다는 것이다. 게다가, 2개의 레티클들은 이들이 사용자 쪽의 아이피스를 통해 관측될 수 있는, 제 1 레티클(1)의 미러 이미지, 및 직접 관측될 수 있는, 제 2 레티클(9)이, 함께 관측할 때, 망원경의 오토콜리메이션 정렬을 가능한 한 단순하게 그리고 동시에 가능한 정밀하게 사용자의 시각적 검사에 기초하여 체크할 수 있게 하는(그리고 예컨대 또한 수동으로 조정할 수 있게 하는) 방식으로 서로 보완하도록 유리하게는 서로 조정될 수 있다.
이 경우에, 도 8e는 망원경의 오토콜리메이션 정렬에서 제 1 레티클(1) 및 제 2 레티클(9)의 미러 이미지의 - 사용자 쪽의 아이피스를 통해 관측될 수 있는 - 중첩(superimposition)을 나타낸다.
실체사진측량(stereophotogrammetry) 형태의 본 발명에 따른 자동 오토콜리메이션 프로세스의 응용에 대한 다른 가능성은 도 9a/b 및 10으로부터 명백하다. 이러한 방법은 예컨대 다소 상이한 관점들(standpoints)로부터 캡쳐된 2개의 측정 이미지들로부터 물체들의 정밀한 형상 및 위치를 결정하는 데 사용된다. 이 경우에, 이미지들이 캡쳐되는 관측각(방위)으로부터 결정하는 것이 가능하다. 이 경우에, 2개의 기구들은 이들의 망원경의 광축들이 일치하고 그 결과 2개의 기구들의 정렬이 결정될 수 있도록 서로 정렬된다.
도 9a로부터 명백한 바와 같이, 이러한 목적을 위해, 2개의 망원경들(20, 30)의 원위 단부들은 서로 대략 정렬된다. 이것은 도 10의 S200에 대응한다. 이전에 기재된 실시예들에서와 같이, 제 1 망원경(20)은 적어도 조명 장치(3), 비임 스플리터(2), 발광 가능 레티클(1), 변위 가능 포커스 렌즈(4) 및 수렴 렌즈(10)를 포함한다.
제 2 망원경(30)은 마찬가지로 수렴 렌즈(10) 및 변위 가능 포커스 렌즈(4)를 포함한다. 게다가, 제 2 비임 스플리터(7)는 제 2 망원경(30) 내에 배열되고, 상기 제 2 비임 스플리터는 제 2 망원경(30)의 광축을 따라 외부로부터 입사하는 광 비임들을 온 액시스 카메라(8)의 이미지 센서로 편향시키도록 설계된다. 이 경우에, 비임 스플리터(7) 및 이미지 센서의 배열은 도 4에 나타낸 망원경의 것에 대응한다. 레티클(15)은 제 2 망원경(30)의 제 2 비임 스플리터(7)와 그것의 근위 단부 사이에 위치된다. 본원에 도시된 것과 같이 2개의 망원경들(20, 30)의 최소 전개 단계(minimum development stage)에 대한 대안으로서, 각각의 경우에, 예컨대 도 4에 따른 또는 도 8에 따른 각각의 경우에 완전히 전개되는 2개의 망원경들을 사용하는 것이 또한 가능하다.
양 망원경들(20, 30)의 포커스 렌즈들(4)을 무한대로 설정한 후(도 10의 S210), 제 1 망원경에 의해 방출된 광 비임들(5)은 제 2 망원경의 수렴 렌즈(10)에 의해 포커싱되고(focused) 제 2 비임 스플리터(7)를 통해 이미지 센서(8)로 편향된다. 단계들 220 내지 240의 후속 처리는 도 5 및 도 7을 참조하여 기재된 단계들 120 내지 140에 대응한다.
2개의 망원경들(20, 30)의 평행 정렬을 위한 다음 단계에 있어서, 2개의 망원경들 중 하나는 계산된 각도차들(ΔH 및 ΔV)에 의해 조정되고, 또는 양 망원경들(20, 30)은 절반의 각도차들 ΔH/2 및 ΔV/2에 의해 조정된다. 이러한 과정에 의해, 2개의 광축들은 서로 평행하게 정렬될 수 있다.
만약 2개의 망원경들 사이의 거리가 알려져 있고 또는 만약 그것이 측정된다면, 이때 2개의 광축들은 예컨대 이하에 더 상세히 기재되는 과정에 의해 합치될 수 있다. 양 망원경들은 망원경들 사이의 거리의 절반(d/2)에서 - 수동으로 또는 전동식으로 - 포커싱된다(이 점에 대해서는, 단지 2개의 망원경들의 초점 위치들에 관한 도 9a로부터의 설명과는 다른, 도 9b로부터의 예시적인 설명을 참조하라). 그러므로, 광학 비임들은 더 이상 평행하지 않지만 거리의 절반에서 물체 평면 위에 포커싱된다. 2개의 레티클들은 물체 평면에서 중첩되고 수평 및 수직 오프셋들이 또한 이미지 처리에 의해 계산될 수 있다. 화소 오프셋은 각도차들(ΔH 및 ΔV)로 변환되고, 2개의 망원경들은 각각의 경우에 수평 및 수직 각도 차이들의 절반(ΔH/2 및 ΔV/2)만큼 조정된다. 따라서, 양 광축들은 일치하게 된다(brought to correspondence). 정밀도를 증가시키기 위해, 프로세스는 또한 이전에 상세히 기재된 미러에 관한 망원경의 오토콜리메이션 동안의 반복 과정과 유사하게, 차례로 반복해서 행해질 수 있다.
2개의 망원경들(20, 30)의 정렬 동안, 획득된 이미지들은 도 6a 내지 6d에 도시된 이미지들과 동일하다.
예시적인 실시예들의 다음과 같은 변경예들이 마찬가지로 가능하다. 조명된 레티클 및 대응하는 광 비임들 대신에, 본 발명에 따르면, 컬리메이팅된 레이저 비임(collimated laser beam)이 또한 사용될 수 있고, 이것은 망원경의 광축에 평행하게 또는 이상적으로는 망원경의 광축을 따라 방출된다. 레이저 비임은 오토콜리메이션 타겟으로부터 반사된다. 광축에 대한 또는 방출된 레이저 비임에 대한 반사된 레이저 비임의 위치에 있어서의 차이에 기초하여, 오토콜리메이션 타겟의 경사 및 방위가 이때 결정된다.
만약 방출된 레이저 비임이 망원경의 광축에 평행하지지 않거나 그것에 일치하지 않으면, 편차가 선행 교정에 의해 결정되어야 하고 이후 각도차들을 결정할 때 고려되어야 한다.
본 발명은 현재의 바람직한 예시적인 실시예들에 기초하여 기술되었지만, 보호 범위는 첨부 청구항들에 의해서만 결정된다는 점이 지적된다.
단계들 S100 내지 S250 및 단계들 a), b) 등으로서 도면 및 청구항들에 규정된 본 발명에 따른 방법의 작업들(activities)의 의미는 이들 작업들이 반드시 따로따로 실행되어야 하는 방식으로 행해진다는 것을 결코 요구하거나 암시하지 않는다는 점이 한번 더 다시 명확하게 지적되어야 한다. 게다가, S100, S110, S120, ..., S200, S210 등 및), b), c) 등에 의한 단계들의 명명은 작업들을 실행하기 위한 특정 순서를 반드시 요구하지 않는다. 그와는 대조적으로, 본 발명에 따른 방법의 상황에서, 단계들로서 나타낸 작업들은 또한 조합으로 및/또는 집합적으로(collectively)(즉, 공동으로(jointly), 동시에 또는 시간적으로 중첩하여(with temporal overlap)) 행해질 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라 실행되는 방법의 작업들(관리 이유들 때문에 여기서는 단지 "단계들"로서 나타냄)은 위에서 배열한 것과는 다른 순서로 또한 행해질 수 있다. 예를 들어, 오토콜리메이션 타겟(또는 시간적으로 일부 중첩하여)과 망원경을 정렬시키는 단계의 수행 전, 후 또는 중(즉 수행과 공동으로) 무한대로의 망원경의 포커싱 요소의 설정을 실행하기 위한 - 이 기술분야에서 숙련된 사람에게는 명백한 - 예가 가능하다.
게다가, 도면에 도시된 이들은 가능한 예시적인 실시예들을 개략적으로 도시한 것임은 말할 필요도 없다. 상이한 접근 방식들이 마찬가지로 서로 그리고 종래 기술로부터의 방법들과 조합될 수 있다.

Claims (15)

  1. 반사면, 특히 코팅된 평면 미러를 가지는 오토콜리메이션 타겟(6)과 로봇식 측량 기계(robotic surveying instrument)의 망원경과의 공간 정렬(spatial alignment)을 결정하는 방법으로서, 상기 망원경은 광축을 규정하고, 상기 측량 기계는 베이스(base), 및 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착된 상측 부분을 가지며, 상기 망원경은 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고,
    · a) 상기 망원경을 상기 오토콜리메이션 타겟(6)과 정렬시키는 단계;
    · b) 상기 망원경 내의 레티클(1)을 조명하는 단계로서, 특히 상기 레티클(1)을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역은 실질적으로 균일하게 조명되는, 상기 조명하는 단계;
    · c) 상기 망원경을 무한대로 포커싱하는 단계;
    · d) 상기 망원경에 배열된 전자 이미지 획득 장치에 의해 상기 조명된 레티클(1)의 - 상기 반사면에서 발생된 - 미러 이미지를 획득하는 단계;
    · e) 상기 이미지에서 상기 조명된 레티클(1)의 획득된 상기 미러 이미지의 레티클 중심 지점(1c)을 결정하는 단계;
    · f) 상기 이미지에서, 미리 정해진 화소 위치(11), 특히 상기 광축의 상기 화소 위치로부터 상기 레티클 중심 지점(1c)의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 결정하는 단계;
    · g) 상기 레티클 중심 지점(1c)의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를, 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 반사면에 수직인 상기 망원경의 정렬로부터 상기 망원경의 현재의 정렬의 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)으로 변환하는 단계; 및
    · k) 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 기초하여 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 공간 정렬을 결정하는 단계를 포함하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 공간 정렬을 결정하기 위해
    · i2) 상기 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)이 측정되고, 그리고
    · 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 공간 정렬, 특히 상기 경사각 및 상기 방위각은 절반의 상기 수평 편차각(ΔH/2) 및 절반의 상기 수직 편차각(ΔV/2)을 상기 망원경의 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)에, 각각 가산하여 계산되는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    단계 g) 후, 다음의 단계,
    · h2) 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟(6)에 수직이 되는 방식으로 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 동력화된 이동,
    · i) 상기 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
    · j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)으로부터 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 경사각 및 상기 방위각의 계산이,
    행해지는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 공간 정렬을 결정하기 위해, 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 반사면에 수직이 되는 방식으로의 상기 망원경의 정렬로서, 오토콜리메이션이 실행되고,
    상세하게는 다음의 단계,
    · h) 상기 광축이 상기 오토콜리메이션 타겟(6)에 수직이 되는 방식으로, 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 베이스에 대한 상기 망원경의 동력화된 이동,
    · i) 상기 자동 콜리메이팅된 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
    · j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)으로부터 상기 오토콜리메이션 타겟(6)의 상기 경사각 및 상기 방위각의 계산이,
    행해지는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    오토콜리메이션을 위해, 단계 g) 후, 단계 preh)로서, 상기 망원경은 상기 수평 편차각의 절반(ΔH/2) 및 상기 수직 편차각의 절반(ΔV/2)만큼 이동되고, 상기 수평 및 상기 수직 편차각들이 미리 정해진 임계값 아래로 될 때까지 단계들 d) 내지 preh)가 반복식으로 행해지는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 화소 위치(11)는 상기 이미지 중심 지점에 대응하고 그리고/또는 상기 이미지에서의 상기 미리 정해진 화소 위치(11)로부터 상기 레티클 중심 지점(1c)의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)의 상기 결정은 상기 레티클 중심 지점(1c)과 상기 광축(11) 사이의 화소들의 수로부터 결정되는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계들 a), c) 및 d)는 상기 망원경의 자동 회전에 의해 미리 정해진 검색 패턴을 자동으로 추적하는 것에 의해 실행되고, 상기 포커스 렌즈(4)는 무한대로 자동으로 포커싱되고 또는 초점을 맞추고, 상기 오토콜리메이션 타겟(6)은 상기 획득한 이미지와 미리 규정된 비교 이미지와의 비교에 의해 식별되는 것을 특징으로 하는, 공간 정렬을 결정하는 방법.
  8. · 제 2 광축을 규정하는, 제 2 측량 기계의 제 2 망원경에 대해
    · 제 1 광축을 규정하는, 제 1 측량 기계의 제 1 망원경
    의 상호 공간 정렬을 결정하는 방법으로서,
    상기 제 1 및 제 2 측량 기계들은 각각 베이스, 및 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 망원경들은 각각 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 각각의 상측 부분 상에 장착되고,
    · a) 제 2 망원경이 상호 서로 마주하는 방식으로 상기 제 1 및 제 2 망원경들을 대략 정렬하는 단계;
    · b) 특히 상기 레티클(1)을 포함하는 영역의 실질적으로 균일한 조명에 의해, 상기 제 1 망원경 내의 레티클(1)을 조명하는 단계,
    · c) 상기 제 1 및 제 2 망원경들을 무한대로 포커싱하는 단계;
    · d) 상기 제 2 망원경에 배열된 전자 이미지 획득 장치에 의해 상기 조명된 레티클(1)을 획득하는 단계;
    · e) 상기 이미지에서, 상기 획득한 레티클(1)의 상기 레티클 중심 지점(1c)을 결정하는 단계;
    · f) 상기 이미지에서, 미리 정해진 화소 위치(11), 특히 상기 제 2 광축의 상기 화소 위치로부터 상기 레티클 중심 지점(1c)의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 결정하는 단계;
    · 서로에 대한 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 현재의 상호 정렬로 부터
    · 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으 로 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상호 정렬까지
    · g) 상기 레티클 중심 지점(1c)의 상기 수평 거리(Δpx) 및 상기 수직 거리(Δpy)를 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)으로 변환하는 단계; 및
    · k) 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 기초하여 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 공간 정렬을 결정하는 단계를 포함하는, 상호 공간 정렬을 결정하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상호 공간 정렬을 결정하기 위해, 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으로, 상기 제 2 망원경에 대한 상기 제 1 망원경의 정렬로서, 상기 제 1 망원경과 상기 제 2 망원경과의 오토콜리메이션이 실행되고,
    상세하게는 다음의 단계,
    · h) 상기 제 1 및 제 2 광축들이 서로에 대해 동축으로 뻗는 방식으로 상기 수평 편차각(ΔH) 및 수직 편차각(ΔV)에 종속한 상기 베이스에 대한 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 동력화된 이동, - 특히 상기 제 1 및 상기 제 2 망원경(20, 30) 둘다는 각각 절반의 상기 수평 편차각(ΔH/2) 및 절반의 상기 수직 편차각(ΔV/2)만큼 전동식으로 이동되고 -,
    · i) 상기 제 1 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V) 및 상기 제 2 망원경의 상기 수평각(H) 및 상기 수직각(V)의 측정, 및
    · j) 상기 측정된 수평각(H) 및 수직각(V)으로부터의 상기 상호 공간 정렬의 계산이,
    실행되는 것을 특징으로 하는, 상호 공간 정렬을 결정하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 청구된 방법의 상황에서 사용하기 위한, 로봇식 측량 기계, 특히 산업 측량 세오돌라이트(industrial surveying theodolite) 또는 산업 측량 토탈 스테이션(industrial surveying total station)으로서,
    상기 측량 기계는,
    · 베이스,
    · 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분,
    · 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고, 광축을 규정하는 망원경, 및
    · 평가 및 제어 유닛을 포함하고,
    상기 망원경은
    · 광원(3),
    · 상기 광원(3)에 의해 조명될 수 있는 레티클(1)로서, 특히 상기 광원(3) 및 상기 레티클(1)은 상기 레티클(1)을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역이 실질적으로 균일하게 조명되는 방식으로 구현되고 상대적으로 배열되는, 상기 레티클,
    · 상기 망원경의 상기 광축을 따라 상기 광원(3)에 의해 방출되는 광 비임들을 편향시키기 위해, 상기 망원경의 근위 단부(proximal end)에 배열되는 제 1 비임 스플리터(2),
    · 상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈(4)를 포함하는, 로봇식 측량 기계에 있어서,
    · 상기 망원경은 상기 조명된 레티클(1)의 미러 이미지로부터 이미지를 획득하는 동축 이미지 획득 장치(8)를 포함하고, 상기 미러 이미지는 오토콜리메이션 타겟(6)의 반사면에서 발생되고,
    · 상기 평가 및 제어 유닛은 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 청구된 것과 같은 방법의 단계 b)로부터 진행하는 상기 단계들을 자동으로 제어하거나 실행하도록 설계되고, 그 결과 상기 측량 기계는 시작(initiation) 후 적어도 부분적으로 자동으로 진행하는 콜리메이션 타겟 정렬 결정 또는 오토콜리메이션 기능을 가지는 것을 특징으로 하는, 측량 기계.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 이미지 획득 장치(8)의 2차 비임 경로를 상기 망원경의 주 비임 경로(main beam path)에 결합하기 위한 제 2 비임 스플리터(7)는 상기 제 1 비임 스플리터(2)와 상기 이동 가능 포커스 렌즈(4) 사이에 제공되는, 측량 기계.
  12. 제 11 항에 있어서,
    발광 가능 레티클(illuminatable reticle)은 상기 제 1 비임 스플리터(2)와 상기 이동 가능 포커스 렌즈(4) 사이에서 그리고/또는 상기 제 1 비임 스플리터(2)와 상기 제 2 비임 스플리터(7) 사이에서 상기 주 비임 경로에 배열되는, 측량 기계.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 가능 레티클(1)은 상기 광원(3)과 상기 제 1 비임 스플리터(2) 사이에 배열되고, 및 제 2 레티클(9)은 상기 망원경의 상기 근위 단부와 상기 제 1 비임 스플리터(2) 사이에서 상기 주 비임 경로에 배열되는, 측량 기계.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 가능 레티클(1) 및, 적당하다면, 상기 제 2 레티클(9)은 비대칭으로, 특히
    · 상기 수평 및/또는 상기 수직 축선에 대한 이미지의 미러링(mirroring)과 함께 상기 이미지에서의 상기 발광 가능 레티클(1)이 서로 보완하여 대칭 전체 배열(symmetrical overall arrangement)을 형성하고,
    또는
    · 상기 수평 및/또는 상기 수직 축선에 대한 상기 발광 가능 레티클(1)의 미러링과 함께 상기 이미지에서의 상기 제 2 레티클(9)이 서로 보완하여 대칭 전체 배열을 형성하는 방식으로 구현되는, 측량 기계.
  15. 제 1 및 제 2 로봇식 측량 기계를 포함하고, 제 8 항 또는 제 9 항에 청구된 것과 같은 방법의 상황에서 사용하기 위한 측량 시스템으로서, 상기 제 1 로봇식 측량 기계는,
    · 베이스,
    · 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분, 및
    · 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되고, 제 1 광축을 규정하는 제 1 망원경을 포함하고, 상기 제 1 망원경은,
    · 광원(3),
    · 상기 광원(3)에 의해 조명될 수 있는 레티클(1)로서, 특히 상기 광원(3) 및 상기 레티클(1)은 상기 레티클(1)을 직접 둘러싸는 적어도 하나의 영역이 실질적으로 균일하게 조명되도록 구현되고 상대적으로 배열되는, 상기 레티클(1),
    · 상기 망원경의 상기 광축을 따라 상기 광원(3)에 의해 방출되는 광 비임들을 편향시키기 위해, 상기 망원경의 근위 단부에 배열되는 제 1 비임 스플리터(2),
    ·상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈(4)를 포함하고,
    상기 제 2 로봇식 측량 기계는,
    · 베이스,
    · 전동식으로 회전 축선을 중심으로 회전 가능한 방식으로 상기 베이스 상에 장착되는 상측 부분, 및
    · 전동식으로 피봇팅 축선을 중심으로 피봇 가능한 방식으로 상기 상측 부분 상에 장착되는 제 2 망원경을 포함하고, 상기 제 2 망원경은 제 2 광축을 규정하고, 상기 제 2 망원경은,
    · 상기 광축을 따라 전후로 이동 가능한 포커스 렌즈(4)를 포함하는, 측량 시스템에 있어서,
    · 상기 조명된 레티클(1)의 이미지를 획득하고, 상기 제 2 망원경에 제공되는 동축 이미지 획득 장치(8), 및
    · 제 8 항 또는 제 9 항에 청구된 것과 같은 방법의 단계 b)로부터 진행하는 상기 단계들을 자동으로 제어하거나 또는 행하는 평가 및 제어 유닛을 포함하고, 그 결과 상기 측량 시스템은 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 공간 정렬을 결정하거나 또는 서로에 대해 상기 제 1 및 제 2 망원경들의 상기 상호 오토콜리메이션을 위한 - 기동 후 적어도 부분적으로 자동으로 진행하는 - 기능을 갖는 것을 특징으로 하는, 측량 기계.
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