測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】測(cè)量系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)為2008年12月25日提交的發(fā)明專利申請(qǐng)“測(cè)量系統(tǒng)”(申請(qǐng)?zhí)?200810184470.2，申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]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)】
[0003]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)。
[0004]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)。
[0005]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)鏡的視野，或者萬(wàn)一障礙物(例如樹(shù)、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。
[0006]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。
[0007]當(dāng)對(duì)目標(biāo)的自動(dòng)追蹤被中斷時(shí)，測(cè)量?jī)x器開(kāi)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)投射用于掃描的追蹤光，然后檢測(cè)到目標(biāo)。
[0008]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，或者從最近檢測(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。
[0009]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)，需要很多時(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。
[0010]在JP-A-2004-132914中公開(kāi)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】

[0011]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?jī)x器，有可能在目標(biāo)從視野里消失時(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。
[0012]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)測(cè)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?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(kāi)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(kāi)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。
[0013]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?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)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(kāi)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。
[0014]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?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?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(kāi)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。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明，該位移量檢測(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。
【附圖說(shuō)明】
[0016]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)的示例的示意圖；
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；
圖3為顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的一般特征的框圖；
圖4為顯示本發(fā)明的該實(shí)施例的操作的流程圖；
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)施方式】
[0017]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。
[0018]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)的一般特征的描述。
[0019]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。
[0020]測(cè)量?jī)x器I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)鏟板(推土鏟)13上。
[0021]圖2示出了對(duì)其應(yīng)用了本發(fā)明的測(cè)量?jī)x器I。例如，所使用的測(cè)量?jī)x器I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