[发明专利]坐标测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及根据相应独立权利要求的前序部分的一种坐标测量设备和一种用于运行坐标测量设备的方法。

背景技术

为了测量移动的目标点的位置而采用坐标测量设备，即多次提到的激光跟踪器。激光跟踪器这一概念应当理解为具有至少一个用聚焦的激光射线（在下面的描述中称为测量射线）工作的测距仪的设备。例如借助可围绕两个轴旋转的反射镜将所述测量射线的方向对准到目标点并且用与旋转轴相应的角位转换器来获取该方向。待测量的目标点具有后向反射器（尤其是立方角棱镜或者三个相互垂直设置的反射镜的布置），其中所述后向反射器将激光跟踪器的落在该后向反射器上的测量射线反射回该激光跟踪器。在此，如果所述测量射线恰好落在反射器的中心，则所反射的测量射线与所发射的测量射线共轴地分布，如果所述测量射线未落在反射器的中心，则所反射的测量射线与所发射的测量射线之间存在平行的位移。根据跟踪器（绝对距离测量仪或干涉仪）的实施方式，由所发射的激光与所反射的激光的比较推断出激光跟踪器与目标点之间的绝对距离和/或推断出该距离的变化。从角位转换器所获取的角度以及测距仪所检测的距离来计算反射器或目标点相对于跟踪器的位置。

所反射的测量射线的一部分通常被引导至PSD（位置敏感设备）。从所反射的测量射线落在PSD的光灵敏面上的位置，推断出所反射的测量射线相对于所发射的测量射线的平行位移。由此确定的测量数据定义了所反射的测量射线的平行位移并且用于控制测量射线方向，使得测量射线在目标点移动时跟随（跟踪）该目标点。也就是说，通过测量射线方向的相应变化或对准测量射线的反射镜的对准的相应变化来负责使所发射的测量射线与所反射的测量射线之间的平行位移减小或尽可能保持得很小。

在WO2007/079600 A1中描述了光学测距仪和图像获取传感器的不同布置。在一种布置（图4）中，平面位置摄像机（104）、在可见光谱范围中工作的位置灵敏的二极管（109）和缩放摄像机（106）全都耦合到测距装置（200,300）的测量光路中。位置灵敏的二极管（109）必须在可见范围中工作，以便能一起使用干涉仪的He-Ne激光的精确的测量光射线。为了获取反射目标，在测量光路之外设置反射器照明装置（110），该反射器照明装置与平面位置摄像机协调一致地在可见范围中工作。平面位置摄像机必须在可见范围中工作，以便能提供质量良好的图像，尤其是彩色图像。

US6,504,602 B1描述了一种具有测距设备的经纬仪。自动的目标识别使用在可见范围中或在近红外范围中所发射的光。

EP 2 071 283 A2描述了使用两个分离的、具有宽的和窄的视角的摄像机，分别具有自己的、耦合到摄像机光学器件中的光源。这些摄像机彼此分离地设置，其中一个摄像机的视轴与测距仪共线并且用可见光工作。目标识别分别通过接通/断开相应的光源和接着形成相应的图像之差来完成。

发明内容

本发明的任务是提供开头所述类型的坐标测量设备和用于运行坐标测量设备的方法，它们允许成本有利的实现和仍然精确的测量。

该任务由具有相应独立权利要求的特征的坐标测量设备和用于运行坐标测量设备的方法解决。

因此，坐标测量设备具有载体，该载体能相对于基座而围绕至少两个轴旋转，其中载体可通过借助调节装置围绕所述至少两个轴的旋转而自动对准到可在空间中移动的测量辅助装置。以下单元的分别至少一个出射光学器件和/或入射光学器件可共同移动地设置在载体上：

■ 至少一个光学测距装置，用于测量与可在空间中移动的测量辅助装置的距离（沿着测量线路）；

■ 用于发射红外目标射线的红外光源和光学器件（或光学元件），其中目标射线在被测量辅助装置反射时作为红外目标点可见；

■ 精细目标获取单元，用于确定精细位置作为红外目标点在第一位置获取传感器上的成像的位置，其中精细目标获取单元和测距装置具有共同的出射光学器件；

■ 发射至少在红外范围中的光的第二光源，其中该光在被测量辅助装置反射时作为第二目标点可见；

■ 粗略目标获取单元，用于确定粗略位置作为第二目标点在第二位置获取传感器上的成像的位置，其中粗略目标获取单元仅对红外范围中的光灵敏。

在此，所述调节装置被设计为根据精细位置和粗略位置来通过围绕载体的所述至少两个轴旋转而将载体对准到测量辅助装置。

该调节可以交替地考虑精细位置和粗略位置，其方式是例如在靠近目标点时从借助粗略位置的调节切换到精细位置。但是还可以设置同时首先处理两个值并在此过程中仅选择一个或两个值并用于调节的调节。