專利名稱：測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)，具體地，涉及一種使用具有追蹤功能 的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為用于測(cè)量距離、水平角度和垂直角度的測(cè)量?jī)x器，具有追蹤 功能的測(cè)量?jī)x器在過(guò)去已經(jīng)是眾所周知。在這種類型的測(cè)量?jī)x器里， 對(duì)象反射體(目標(biāo))例如三面直角棱鏡由設(shè)置在測(cè)量?jī)x器上的校準(zhǔn)望遠(yuǎn) 鏡校準(zhǔn)。從校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡投射出追蹤光，且當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí)，接收來(lái)自目 標(biāo)的反射光，從而能自動(dòng)地追蹤該目標(biāo)。
一般說(shuō)來(lái)，在具有追蹤功能的測(cè)量?jī)x器里，在測(cè)量?jī)x器側(cè)不分派 操作人員，而測(cè)量操作員在目標(biāo)側(cè)工作。目標(biāo)由測(cè)量操作員支撐或目 標(biāo)被支撐在工程機(jī)械上并被移動(dòng)。
如果目標(biāo)的移動(dòng)速度超過(guò)測(cè)量?jī)x器的跟隨速度并且目標(biāo)脫離校 準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的-見野，或者萬(wàn)一障礙物(例如樹、車輛、人等)臨時(shí)進(jìn)入測(cè) 量?jī)x器和目標(biāo)之間的空間，并且障礙物擋住了校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的光徑，則
測(cè)量?jī)x器不能接收來(lái)自目標(biāo)的反射光，并可能中斷自動(dòng)追蹤。
發(fā)生這種情況的原因是，在通常使用的校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡里，視場(chǎng)角(視 角)小至大約1°,并且用來(lái)檢測(cè)用于自動(dòng)追蹤的反射光的范圍過(guò)于狹 窄。
當(dāng)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)追蹤^皮中斷時(shí)，測(cè)量?jī)x器開始運(yùn)轉(zhuǎn)以搜索目標(biāo)。 在搜索操作中，校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡在預(yù)定的范圍內(nèi)沿上下及左右方向旋轉(zhuǎn)， 同時(shí)4殳射用于掃描的追蹤光，然后;f企測(cè)到目標(biāo)。
在傳統(tǒng)的搜索方法里，通過(guò)使用由位于測(cè)量?jī)x器側(cè)的校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡
最近所檢測(cè)到的位置作為參考(圖6(A))，以在預(yù)定的水平角度范圍內(nèi)改變傾斜角而執(zhí)行搜索，或者從最近片企測(cè)的位置(圖6(B))以螺旋形的 方式執(zhí)行搜索或類型操作，然后檢測(cè)到已經(jīng)從視野中消失的目標(biāo)12。
如上面所述，校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角較小，為了重新檢測(cè)目標(biāo)，有 必要具有更細(xì)的掃描間距。為此，當(dāng)自動(dòng)追蹤被中斷時(shí)，需要^f艮多時(shí) 間來(lái)再次檢測(cè)目標(biāo)和啟動(dòng)自動(dòng)追蹤操作。此外，在光徑被障礙物頻繁 擋住的工作條件下，問(wèn)題是測(cè)量操作的工作效率被大大地降低了 。
在JP-A-2004-132914中公開了具有追蹤功能且當(dāng)追蹤操作被中 斷時(shí)執(zhí)行搜索的測(cè)量?jī)x器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供具有測(cè)量?jī)x器的測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量?jī)x器具有 追蹤功能，通過(guò)該測(cè)量^f義器，有可能在目標(biāo)/人纟見野里消失時(shí)迅速地重 新檢測(cè)到目標(biāo)，并有可能執(zhí)行自動(dòng)追蹤，以減少恢復(fù)自動(dòng)追蹤前所需 的時(shí)間，并提高測(cè)量操作的效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明提供了一種測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包 括測(cè)量?jī)x器和提供在目標(biāo)側(cè)的可移動(dòng)側(cè)控制裝置；該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向 目標(biāo)投射距離測(cè)量光來(lái)領(lǐng)'i量距離和角度,— 并可以測(cè)量目標(biāo)的三維位置 數(shù)據(jù)且具有追蹤目標(biāo)的功能。該測(cè)量?jī)x器具有通信裝置和第一控制算 法單元，該通信裝置可將測(cè)量?jī)x器所測(cè)量的目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)傳輸 到可移動(dòng)側(cè)控制裝置；該第一控制算法單元用來(lái)控制通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì) 目標(biāo)的搜索。該可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有目標(biāo)的位移量檢測(cè)裝置和第二 控制算法單元；該第二控制算法單元用于基于來(lái)自位移量檢測(cè)裝置的 目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算目標(biāo)的位移量，并且用來(lái)基于目標(biāo)的位移量和基 于三維位置數(shù)據(jù)計(jì)算目標(biāo)位置，并且如果測(cè)量?jī)x器不能追蹤目標(biāo)，則 獲得從可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)哪繕?biāo)位置，并且第一控制算法單元以 目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜索目標(biāo)。本發(fā)明也提供了如上所描述的測(cè)量 系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)量?jī)x器和提供在目標(biāo)側(cè)的可移動(dòng)側(cè)控制裝 置，該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向目標(biāo)投射距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并可測(cè)量目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)且具有追蹤目標(biāo)的功能。該測(cè)量?jī)x器具有通 信裝置和第一控制算法單元，該通信裝置可將測(cè)量?jī)x器所測(cè)量的目標(biāo)
的三維位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇梢苿?dòng)側(cè)控制裝置；該第一控制算法單元用來(lái)
控制通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)目標(biāo)的搜索。該可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有目標(biāo)的位
移量檢測(cè)裝置和第二控制算法單元；該第二控制算法單元用來(lái)基于來(lái) 自位移量檢測(cè)裝置的目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算目標(biāo)的位移量，并且如果測(cè) 量?jī)x器不能追蹤目標(biāo)，則獲得從可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)哪繕?biāo)的位移 量。該第一控制算法單元基于目標(biāo)的位移量計(jì)算最近所測(cè)量的目標(biāo)的 三維位置數(shù)據(jù)并計(jì)算目標(biāo)位置，并以目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始目標(biāo)的搜 索。此外，本發(fā)明提供了如上所描述的測(cè)量系統(tǒng)，其中該位移量檢測(cè) 裝置為加速度傳感器。
本發(fā)明提供一種測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)量?jī)x器和提供在目 標(biāo)側(cè)的可移動(dòng)側(cè)控制裝置，該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向目標(biāo)投射距離測(cè)量光來(lái) 測(cè)量距離和角度，并可測(cè)量目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)且具有追蹤目標(biāo)的功 能。該測(cè)量?jī)x器具有通信裝置和第一控制算法單元，該通信裝置能夠 將測(cè)量?jī)x器所測(cè)得的目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇梢苿?dòng)側(cè)控制裝置； 該第一控制算法單元用來(lái)控制通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)標(biāo)的搜索—。該T移動(dòng) 側(cè)控制裝置具有目標(biāo)的位移量檢測(cè)裝置和第二控制算法單元；該第二 控制算法單元用來(lái)基于來(lái)自位移量檢測(cè)裝置的目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算 目標(biāo)位移量，并且用來(lái)基于目標(biāo)的位移量和三維位置數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算目標(biāo) 位置，并且如果測(cè)量?jī)x器不能追蹤目標(biāo)，則獲得從可移動(dòng)側(cè)控制裝置 傳輸?shù)哪繕?biāo)位置，并且第一控制算法單元以目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜 索目標(biāo)。因而所獲得的目標(biāo)位置為目標(biāo)的當(dāng)前位置或者是非常接近目 標(biāo)的當(dāng)前位置的位置。結(jié)果，可在最小的搜索范圍內(nèi)檢測(cè)到目標(biāo)，并 且可迅速啟動(dòng)追蹤操作。
此外，本發(fā)明提供了如上所述的測(cè)量系統(tǒng)，該測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)量 儀器和提供在目標(biāo)側(cè)的可移動(dòng)側(cè)控制裝置，該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向目標(biāo)投 射距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并可測(cè)量目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)且具有追蹤目標(biāo)的功能。該測(cè)量?jī)x器具有通信裝置和第一控制算法單元， 該通信裝置能夠?qū)y(cè)量?jī)x器所測(cè)得的目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇?br> 移動(dòng)側(cè)控制裝置；該第一控制算法單元用來(lái)控制通過(guò)測(cè)量?jī)x器對(duì)目標(biāo)
的搜索。該可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有目標(biāo)的位移量檢測(cè)裝置和第二控制
算法單元；該第二控制算法單元用來(lái)基于來(lái)自位移量檢測(cè)裝置的目標(biāo) 檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算目標(biāo)的位移量，并且如果測(cè)量?jī)x器不能追蹤目標(biāo)，則 獲得從可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)哪繕?biāo)的位移量，該第一控制算法單元 基于最近所測(cè)量的目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)和目標(biāo)的位移量計(jì)算目標(biāo)位 置，并以目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜索目標(biāo)。因而所獲得的目標(biāo)位置為 目標(biāo)的當(dāng)前位置或者是非常接近目標(biāo)當(dāng)前位置的位置。結(jié)果，可在最 小的搜索范圍內(nèi)檢測(cè)到目標(biāo)，并且可迅速啟動(dòng)追蹤操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明，該位移量^r測(cè)裝置為加速度傳感器，且位移 量檢測(cè)裝置可通過(guò)使用低成本的檢測(cè)器而提供。


圖1為顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的測(cè)量系統(tǒng)的示例的示意
臥 --------一 ---------- ---------
圖2為用于該測(cè)量系統(tǒng)中的測(cè)量?jī)x器的示例的透視圖3為顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的一般特征的框圖4為顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的操作的流程圖5為顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的操作的流程圖；以及
圖6(A)和圖6(B)各代表了在測(cè)量?jī)x器錯(cuò)過(guò)目標(biāo)時(shí)搜索的一個(gè)方面。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)參考附圖，將在下面給出關(guān)于用來(lái)實(shí)施本發(fā)明的最好方面的 描述。
首先，參考圖1至圖3，將給出應(yīng)用到本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的一般
7特征的描述。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的示例。該圖描繪了本發(fā)明用 于使用建筑機(jī)械10(例如推土機(jī))的土木工程時(shí)的情況。
測(cè)量?jī)x器1通過(guò)三腳架11安裝在已知點(diǎn)上。目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)
控制裝置16安裝在桿14上，該桿14豎在推土機(jī)伊板(推土妒)13上。
圖2示出了對(duì)其應(yīng)用了本發(fā)明的測(cè)量?jī)x器1。例如，所使用的測(cè) 量?jī)x器l為全站儀。將脈沖激光束投射到測(cè)量點(diǎn)。接收來(lái)自測(cè)量點(diǎn)的 脈沖反射光，并對(duì)每個(gè)脈沖測(cè)量距離。對(duì)距離測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行平均， 從而以高精度實(shí)施距離測(cè)量。
測(cè)量?jī)x器1主要包括安裝在三腳架ll(圖l)上的調(diào)平單元(leveling unit)2、安裝在調(diào)平單元2上的底座單元3、繞垂直軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝 在底座單元3上的框架單元4，以及繞水平軸線可旋轉(zhuǎn)地安裝在框架 單元4上的望遠(yuǎn)l^單元5。
框架單元4包括第一顯示單元6和第一操作輸入單元7。該望遠(yuǎn) 鏡單元5設(shè)有用于校準(zhǔn)被測(cè)量對(duì)象的望遠(yuǎn)鏡8,并具有距離測(cè)量單元 21(將在后文介紹)，其通常與望遠(yuǎn)鏡8共享光學(xué)系統(tǒng)。
測(cè)量?jī)x器1設(shè)有—作—為通信裝置的,一充線電單—元15。—到—目標(biāo)1—2 的距離和目標(biāo)12的水平角度以及垂直角度都由測(cè)量?jī)x器1測(cè)量。因 而，測(cè)量數(shù)據(jù)(三維位置數(shù)據(jù))，例如通過(guò)測(cè)量獲得的測(cè)量距離和測(cè)量 角度，由無(wú)線電通信裝置傳輸?shù)侥繕?biāo)12側(cè)。
可移動(dòng)側(cè)控制裝置16安裝在目標(biāo)12側(cè)。該可移動(dòng)側(cè)控制裝置16 安裝在桿14上或者置于工程機(jī)械10上。(在圖1中，其安裝在桿14上)。
可移動(dòng)側(cè)控制裝置16具有用于執(zhí)行到測(cè)量?jī)x器1的數(shù)據(jù)通信及 來(lái)自測(cè)量?jī)x器1的數(shù)據(jù)通信的通信單元?？梢苿?dòng)側(cè)控制裝置16還設(shè) 有位置測(cè)量裝置，該位置測(cè)量裝置用于基于從測(cè)量?jī)x器1接收的三維 位置數(shù)據(jù)確定目標(biāo)12的移動(dòng)方向和移動(dòng)距離。
現(xiàn)在參考圖3，將給出關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)的大致布置的描述。
測(cè)量系統(tǒng)主要包括測(cè)量?jī)x器1、目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)控制裝置16。 首先，將對(duì)測(cè)量?jī)x器1進(jìn)行描述。
望遠(yuǎn)鏡單元5結(jié)合有具有距離測(cè)量光光學(xué)系統(tǒng)的距離測(cè)量單元
21,并且該距離測(cè)量單元21投射距離測(cè)量光22且從目標(biāo)22接收反 射光22'。因而，可實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)12的電光(光波)距離測(cè)量。另外，望 遠(yuǎn)鏡單元5有圖象拾取單元23 ，在該圖像拾取單元23里使用距離測(cè) 量光學(xué)系統(tǒng)以及普通光學(xué)系統(tǒng)。
框架單元4設(shè)有用來(lái)在水平方向旋轉(zhuǎn)框架單元4的水平驅(qū)動(dòng)單元 24?？蚣軉卧?還設(shè)有水平角度測(cè)量單元25，其檢測(cè)框架單元4相對(duì)
架單元4還設(shè)有垂直驅(qū)動(dòng)單元26,其用于繞水平軸線旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡單元 5,且框架單元4還設(shè)有垂直角度測(cè)量單元27，其檢測(cè)望遠(yuǎn)鏡單元5 的垂直角度并測(cè)量校準(zhǔn)方向上的垂直角度。距離測(cè)量單元21、水平角 度測(cè)量單元25和垂直角度測(cè)量單元27 —起形成測(cè)量單元。
框架單元4結(jié)合有控制裝置28。通過(guò)控制水平驅(qū)動(dòng)單元24和垂 直驅(qū)—?jiǎng)訂卧?6 — 的驅(qū)動(dòng)，控_制裝置28使框架單元4、望遠(yuǎn)鏡單元5旋 轉(zhuǎn)，并在預(yù)定方向上校準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡單元5,且在預(yù)定范圍內(nèi)掃描光。此 外，控制裝置28切換望遠(yuǎn)鏡8的光放大倍率或通過(guò)圖象拾取單元23 在校準(zhǔn)方向上獲得圖象。此外，通過(guò)控制所獲圖象的電處理放大倍率 切換，可獲得具有所需放大倍率的圖象。同樣，通過(guò)控制距離測(cè)量單 元21，測(cè)量到目標(biāo)12的距離。
第一控制算法單元29判斷距離測(cè)量單元21是否接收到了來(lái)自目 標(biāo)12的反射光22'以及是否正在測(cè)量距離或未測(cè)量距離，即，是否執(zhí) 行了追蹤操作。
圖象拾取單元23具有光電檢測(cè)元件(未示出)。該光電片企測(cè)元件是 像素的集合，例如CCD、 CMOS等?？勺R(shí)別接收光的像素的位置。圖 象處理單元31基于來(lái)自像素的信號(hào)確定像素的視場(chǎng)角，并進(jìn)一步計(jì)控制裝置28主要包括第一控制算法單元29、距離測(cè)量控制單元 30、圖象處理單元31、第一存儲(chǔ)單元32、笫一顯示單元6、第一操作 輸入單元7、第一無(wú)線電單元15等。
來(lái)自距離測(cè)量單元21、水平角度測(cè)量單元25和垂直角度測(cè)量單 元27的測(cè)量結(jié)果輸入到第一控制算法單元29，并且測(cè)量距離、水平 角度和垂直角度。因而，所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)(三維位置數(shù)據(jù))經(jīng)第一控 制算法單元29存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)單元32中，并顯示在第一顯示單元6 上?；趤?lái)自圖象處理單元31的信號(hào)，第一控制算法單元29通過(guò)驅(qū) 動(dòng)水平驅(qū)動(dòng)單元24和垂直驅(qū)動(dòng)單元26來(lái)執(zhí)行追蹤目標(biāo)，使得目標(biāo)12 位于校準(zhǔn)的中心且第一控制算法單元29通過(guò)控制距離測(cè)量控制單元 30測(cè)量距離。
目標(biāo)是否正在被追蹤或未被追蹤的判斷結(jié)果和測(cè)量數(shù)據(jù)從第一 無(wú)線電通信單元15被傳輸?shù)娇梢苿?dòng)側(cè)控制裝置16。
第一存儲(chǔ)單元32具有用來(lái)存儲(chǔ)不同程序的程序存儲(chǔ)區(qū)和用來(lái)存 儲(chǔ)諸如測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。在程序存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)有以下程序測(cè) 量所必需的計(jì)算程序、通過(guò)閨象處理以檢測(cè)目標(biāo)12——的—位置的圖象處 理程序(如將在以下描述)、用來(lái)追蹤測(cè)量點(diǎn)(目標(biāo))的序列程序、當(dāng)啟動(dòng) 測(cè)量時(shí)如果目標(biāo)12消失在^L野之外用來(lái)搜索目標(biāo)12的搜索程序、用 來(lái)在第一顯示單元6上顯示圖象的圖象顯示程序、用來(lái)執(zhí)行進(jìn)出可移 動(dòng)側(cè)控制裝置16的通信的通信程序以及其它程序。
接下來(lái)，將給出關(guān)于可移動(dòng)側(cè)控制裝置16的描述。
可移動(dòng)側(cè)控制裝置16主要包括第二控制算法單元35、第二存儲(chǔ) 單元36、第二無(wú)線電單元37、位移量檢測(cè)裝置38等。
在第二存儲(chǔ)單元36中，存儲(chǔ)有不同的程序。這些程序包括用 來(lái)執(zhí)行進(jìn)出測(cè)量?jī)x器1的通信的通信程序、基于來(lái)自位移量檢測(cè)裝置 38的信號(hào)計(jì)算移動(dòng)方向和已移動(dòng)距離的位置計(jì)算程序。第二存儲(chǔ)單元 36具有在第二存儲(chǔ)單元36的一部分上的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。在該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，存儲(chǔ)有從測(cè)量?jī)x器1傳輸來(lái)的測(cè)量數(shù)據(jù)和由位置計(jì)算程序計(jì)算的 目標(biāo)12的位置數(shù)據(jù)。
位移量檢測(cè)裝置38例如為加速度傳感器，并檢測(cè)目標(biāo)12的加速 度?；趤?lái)自位移量檢測(cè)裝置38的加速度信號(hào)，第二控制算法單元 35求加速度的積分，并計(jì)算速度和距離。因而，通過(guò)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)可計(jì) 算出移動(dòng)方向和已移動(dòng)距離，并且計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)單元36 內(nèi)。
第二無(wú)線電單元37接收從測(cè)量?jī)x器1傳輸來(lái)的目標(biāo)12的三維位 置數(shù)據(jù)，并且所接收的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)單元36中。
現(xiàn)在參考圖4和圖5，將給出根據(jù)本發(fā)明的操作的描述。圖4示 出了測(cè)量?jī)x器1的序列，而圖5示出了目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)控制裝置 16的序列。
目標(biāo)12安裝在測(cè)量點(diǎn)處，并打開給測(cè)量?jī)x器1的動(dòng)力。
首先，將給出關(guān)于測(cè)量?jī)x器1的操作的描述。
(步驟01)通過(guò)望遠(yuǎn)鏡8，在可進(jìn)行追蹤的范圍內(nèi)捕獲目標(biāo)12。目 標(biāo)12的圖象被圖象拾取單元23接收。
(步驟02)基于—目標(biāo)—12的困象,通過(guò)固—象處理單元31—確定—耳標(biāo)位 置，并將望遠(yuǎn)鏡8校準(zhǔn)到目標(biāo)12。
(步驟03)當(dāng)望遠(yuǎn)鏡8校準(zhǔn)到目標(biāo)12時(shí)，測(cè)量距離、水平角度和 垂直角度，并可得到目標(biāo)12的三維位置數(shù)據(jù)。執(zhí)行追蹤操作并繼續(xù) 測(cè)量。目標(biāo)12的三維位置數(shù)據(jù)通過(guò)第一無(wú)線電單元15以一個(gè)間隔時(shí) 間(例如0.1秒的間隔或0.05秒的間隔)傳輸?shù)娇梢苿?dòng)側(cè)控制裝置16。
(步驟04)如果來(lái)自目標(biāo)12的反射光22'被中斷或被阻止，或如果 來(lái)自目標(biāo)12之外物體的反射光進(jìn)入，或者在其它情況下，判斷追蹤 操作是否可以繼續(xù)。如果可能繼續(xù)，將繼續(xù)追蹤操作，并且將三維位 置數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇梢苿?dòng)側(cè)控制裝置16(步驟08)。
(步驟05)如果不可能追蹤，即如果不能傳輸三維位置數(shù)據(jù)，測(cè)量 儀器1轉(zhuǎn)入待機(jī)狀態(tài)，并等待來(lái)自可移動(dòng)側(cè)控制裝置16的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)的傳輸。
(步驟06和步驟07)當(dāng)從可移動(dòng)控制裝置16接收到目標(biāo)位置數(shù)據(jù) 時(shí)，以該位置數(shù)據(jù)為起點(diǎn)開始對(duì)目標(biāo)12的搜索。作為搜索的一個(gè)方 面，可選擇圖6(A)或圖(B)示出的一個(gè)方面或任一方面。
要接收的目標(biāo)位置是通過(guò)可移動(dòng)側(cè)控制裝置16校正目標(biāo)的最近 位置而獲得的位置，該最近的位置不能被追蹤。消失的目標(biāo)認(rèn)為在所 接收的目標(biāo)位置附近。搜索距離和搜索范圍可減至最小，并且可在短 時(shí)間內(nèi)才企測(cè)到目標(biāo)12。
當(dāng)在如上文所給出的步驟02中檢測(cè)到目標(biāo)12時(shí)，步驟03和后 續(xù)的步驟的程序被重復(fù)地執(zhí)行。
接下來(lái)，將給出關(guān)于目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)控制裝置16的操作的描i^。
(步驟ll)開始測(cè)量，并且目標(biāo)12的測(cè)量結(jié)果(即目標(biāo)12的三維位 置數(shù)據(jù))以預(yù)定的時(shí)間間隔從測(cè)量?jī)x器1中傳輸出，而第二無(wú)線電單元 37接收三維位置數(shù)據(jù)。
(步驟12)因而所接收的三維位置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)單元36內(nèi)。 另外，持續(xù)—地從位移量檢測(cè)裝置38—中輸入加—速度信—號(hào)?；诩铀俣?信號(hào)，第二控制算法單元35在接收到三維位置數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算方向和距 離(已移動(dòng)距離)。因而，將已移動(dòng)距離加到三維位置數(shù)據(jù)上，并且實(shí) 時(shí)計(jì)算目標(biāo)12的三維位置數(shù)據(jù)。持續(xù)執(zhí)行已移動(dòng)距離的計(jì)算直到接 收下一個(gè)三維位置數(shù)據(jù)為止。當(dāng)接收到下一個(gè)三維位置數(shù)據(jù)時(shí)，重新 開始對(duì)已移動(dòng)距離的計(jì)算，并且重寫先前計(jì)算的已移動(dòng)距離和所接收 的三維位置數(shù)據(jù)。
(步驟13)當(dāng)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)已經(jīng)從測(cè)量?jī)x器1接收到三維位置 數(shù)據(jù)時(shí)，第二無(wú)線電單元37向第二控制算法單元35輸出"數(shù)據(jù)已接 收"的信號(hào)，且第二控制算法單元35判斷在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)是否已 經(jīng)接收了三維位置數(shù)據(jù)。
假如判定在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)已經(jīng)接收到三維位置數(shù)據(jù)，則判定追
12蹤操作正在繼續(xù)，并基于所接收的三維位置數(shù)據(jù)和來(lái)自位移量檢測(cè)裝
置38的信號(hào)計(jì)算(步驟12)目標(biāo)12的當(dāng)前位置(目標(biāo)位置數(shù)據(jù))。
(步驟14)假如判定在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)還沒(méi)有接收到三維位置數(shù) 據(jù)，則從第二存儲(chǔ)單元36調(diào)出最近計(jì)算的目標(biāo)12的三維位置數(shù)據(jù)， 并將目標(biāo)12的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)通過(guò)第二無(wú)線電單元37傳輸?shù)綔y(cè)量?jī)x器 1。
如上所述，當(dāng)測(cè)量?jī)x器1接收目標(biāo)12的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)時(shí)，以目 標(biāo)12的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)作為參考啟動(dòng)搜索(步驟06和步驟07)。
在如上所述的實(shí)施例中，目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)控制裝置16安裝在 建筑機(jī)械上，同時(shí)不用說(shuō)，目標(biāo)12和可移動(dòng)側(cè)控制裝置16也可安裝 在由測(cè)量操作員支撐的桿上，并且操作員可移動(dòng)該桿。
在上文中，盡管將加速度傳感器用作位移量^r測(cè)裝置38,然而， 也可使用陀螺儀、運(yùn)動(dòng)傳感器、GPS位置檢測(cè)裝置等。
對(duì)測(cè)量?jī)x器1是否錯(cuò)過(guò)目標(biāo)12的判斷可在可移動(dòng)側(cè)控制裝置16 上進(jìn)行。假如來(lái)自測(cè)量?jī)x器1的三維位置數(shù)據(jù)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有 被接收到，可判定不能追蹤目標(biāo)。另外，從可移動(dòng)側(cè)控制裝置16到 測(cè)量?jī)x器1的W標(biāo)位置數(shù)據(jù)可通過(guò)—判斷—可移動(dòng)—側(cè)控—命I裝置T6處于追 蹤不能作為觸發(fā)器的狀態(tài)而傳輸?shù)綔y(cè)量?jī)x器1,或者當(dāng)測(cè)量?jī)x器1判 定不可能追蹤時(shí)通過(guò)請(qǐng)求到可移動(dòng)側(cè)控制裝置16的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)而 進(jìn)行傳輸。
同樣，當(dāng)測(cè)量?jī)x器l(即距離測(cè)量單元)不能從目標(biāo)12接收反射光 22，，或當(dāng)不能執(zhí)行目標(biāo)12的距離測(cè)量時(shí)，可判定測(cè)量?jī)x器l錯(cuò)過(guò)了 目標(biāo)12。另外，當(dāng)圖象拾取單元23所接收的目標(biāo)12的圖象偏離可執(zhí) 行追蹤的范圍時(shí)，也可判定錯(cuò)過(guò)了目標(biāo)。
此外，可以如此設(shè)計(jì)可移動(dòng)側(cè)控制裝置16基于來(lái)自位移量檢 測(cè)裝置38的信號(hào)僅計(jì)算目標(biāo)12的移動(dòng)方向和位移量，且當(dāng)測(cè)量?jī)x器 1不能追蹤目標(biāo)時(shí)，將移動(dòng)方向和位移量傳輸給測(cè)量?jī)x器1。因而， 測(cè)量?jī)x器1通過(guò)這樣接收的目標(biāo)12的移動(dòng)方向和移動(dòng)距離，以及通過(guò)最近所測(cè)量的目標(biāo)12的三維位置數(shù)據(jù)，可計(jì)算目標(biāo)12的當(dāng)前位置， 并可以計(jì)算所獲得的目標(biāo)12的位置作為起點(diǎn)開始搜索目標(biāo)。
此外，通信裝置可以是任意無(wú)線電通信裝置或光通信裝置。
權(quán)利要求
1. 一種測(cè)量系統(tǒng)，包括測(cè)量?jī)x器和可移動(dòng)側(cè)控制裝置，該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向目標(biāo)投射距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并能夠測(cè)量所述目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)，且具有追蹤所述目標(biāo)的功能；該可移動(dòng)側(cè)控制裝置提供在所述目標(biāo)側(cè)；其中，所述測(cè)量?jī)x器具有第一通信裝置和第一控制算法單元，該第一通信裝置能夠?qū)⒂伤鰷y(cè)量?jī)x器測(cè)量的所述目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿隹梢苿?dòng)側(cè)控制裝置；該第一控制算法單元用來(lái)控制通過(guò)所述測(cè)量?jī)x器對(duì)所述目標(biāo)的搜索，其中，所述可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有所述目標(biāo)的位移量檢測(cè)裝置、第二控制算法單元和第二通信裝置；該第二控制算法單元用來(lái)基于來(lái)自所述位移量檢測(cè)裝置的目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的位移量，并且用來(lái)基于所述目標(biāo)的所述位移量和基于所述三維位置數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算目標(biāo)位置，并且其中，如果所述測(cè)量?jī)x器不能追蹤所述目標(biāo)，則獲得從所述可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)乃瞿繕?biāo)位置，并且所述第一控制算法單元以所述目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜索所述目標(biāo)。
2. —種測(cè)量系統(tǒng)，包括測(cè)量?jī)x器和可移動(dòng)側(cè)控制裝置，該測(cè)量 儀器通過(guò)向目標(biāo)投射距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并能夠測(cè)量所述 目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)，且具有追蹤所述目標(biāo)的功能；該可移動(dòng)側(cè)控制 裝置提供在所述目標(biāo)側(cè)；其中，所述測(cè)量?jī)x器具有通信裝置和第一控制算法單元，該通信 裝置能夠?qū)⒂伤鰷y(cè)量?jī)x器測(cè)量的所述目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)傳輸?shù)?所述可移動(dòng)側(cè)控制裝置；該第一控制算法單元用來(lái)控制通過(guò)所述測(cè)量 儀器對(duì)所述目標(biāo)的搜索，其中，所述可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有所述目標(biāo)的位移量^r測(cè)裝置、 第二控制算法單元和第二通信裝置，該第二控制算法單元用來(lái)基于來(lái)自所述位移量檢測(cè)裝置的目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)來(lái)計(jì)算所述目標(biāo)的位移量，并且其中，如果所述測(cè)量?jī)x器不能追蹤所述目標(biāo)，則獲得從所述 可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)乃瞿繕?biāo)的位移量，所述第一控制算法單元 計(jì)算最近測(cè)量的所述目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)，并基于所述目標(biāo)的位移量 計(jì)算目標(biāo)位置，且以所述目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜索所述目標(biāo)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述位移量;f企測(cè)裝置為加速度傳感器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)距離 測(cè)量單元不能從目標(biāo)接收反射光時(shí)，做出不可能跟蹤的判斷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，在所述 圖象拾取單元設(shè)置可執(zhí)行跟蹤的范圍，并且當(dāng)在所述圖象拾取單元接 收的該目標(biāo)的圖象偏離所述范圍時(shí)，做出不可能跟蹤的判斷。
6. —種用于在測(cè)量系統(tǒng)中搜索目標(biāo)的方法，其特征在于，所述 系統(tǒng)包括測(cè)量?jī)x器和可移動(dòng)側(cè)控制裝置，該測(cè)量?jī)x器通過(guò)向目標(biāo)投射 距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并能夠測(cè)量所述目標(biāo)的三維位置數(shù) 據(jù)，且具有追蹤所述目標(biāo)的功能；該可移動(dòng)側(cè)控制裝置提供在所述目 標(biāo)側(cè),—并具有位移量檢測(cè)裝置；所述方法包括如下步腺:基于當(dāng)跟蹤已變得不可能時(shí)在該時(shí)刻所述目標(biāo)的三維位置婆:據(jù)， 并基于當(dāng)跟蹤已變得不可能時(shí)在該時(shí)刻的位移量，估計(jì)所述目標(biāo)的當(dāng) 前位置；以及以所述估計(jì)的位置作為起點(diǎn)開始搜索。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)量系統(tǒng)，具體而言，提供了一種測(cè)量系統(tǒng)，其包括測(cè)量?jī)x器(1)和提供在目標(biāo)側(cè)的可移動(dòng)側(cè)控制裝置(12)；該測(cè)量?jī)x器(1)通過(guò)向目標(biāo)(12)投射距離測(cè)量光來(lái)測(cè)量距離和角度，并能夠測(cè)量所述目標(biāo)的三維位置數(shù)據(jù)，且具有追蹤該目標(biāo)的功能，其中，所述測(cè)量?jī)x器具有通信設(shè)備(15)和第一控制算法單元(29)；所述可移動(dòng)側(cè)控制裝置具有目標(biāo)位移量檢測(cè)裝置(38)和第二控制算法單元(35)，如果測(cè)量?jī)x器不能追蹤目標(biāo)，則該第二控制算法單元(35)獲得從可移動(dòng)側(cè)控制裝置傳輸?shù)哪繕?biāo)位置，并且第一控制算法單元以目標(biāo)位置作為起點(diǎn)開始搜索目標(biāo)。
文檔編號(hào)G01S17/00GK101470204SQ200810184470
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者熊谷薰, 齊藤政宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康