專利名稱：用于掃描對象的預(yù)測算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于測勘(surveying)的系統(tǒng)和方法，更具體而 言，涉及一種距離測量的測勘裝置和一種用于該裝置用于掃描對象的 表面或體積的方法。
背景技術(shù)：
測勘技術(shù)涉及使用從一個或多個位置取得的角度和距離測量值， 測定對象的未知位置、表面或體積或者已知坐標(biāo)的放樣。為了進行這 些測量，頻繁使用的測勘設(shè)備是一種被稱為全站4義(total station) 的類型的帶一體式距離和角度測量的距離測量儀器，即，其結(jié)合有電 學(xué)、光學(xué)和計算機技術(shù)。全站儀進一步設(shè)有計算機或控制單元，所述 計算機或控制單元帶有用于待進行的測量的可寫信息，或用于存儲在 測量過程中獲得的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，全站儀計算目標(biāo)在固定地基坐標(biāo) 系中的位置。在例如本申請人的W02004/057269中更加詳細地描述了 這種全站儀。當(dāng)在工地、海上工地、建筑工地或采礦工地使用距離測量全站儀 進行距離測量或者測勘任務(wù)時，通常希望測量存在于工地上的對象的 表面或體積。在這種工地中，例如，通?？赡芟Ｍ麙呙鑼ο蟮谋砻嬉灰?例如，建筑物的墻壁，以獲得墻壁的圖像。而且，例如，在采礦工地 上，可能希望掃描待去除的巖石的某部分的體積，以獲得對體積的測 量從而確定所需的運輸容量。另一實例是在建筑工地，在此可能希望 掃描材料堆的體積，以獲得對對象的測量從而確定所需的運輸容量。全站儀通常裝配有一種所謂的跟蹤濾波器，當(dāng)轉(zhuǎn)動全站儀或者當(dāng) 跟蹤移動的目標(biāo)時，該跟蹤濾波器能夠跟蹤隨著時間的適度距離變化， 例如，10或15米/秒。然而，當(dāng)全站儀掃描對象——諸如建筑物—— 的表面時，例如，當(dāng)全站儀在掃描例如屋頂時瞄準(zhǔn)窗戶或者瞄準(zhǔn)天空 時，全站儀必須能夠應(yīng)付突然的距離和/或信號強度變化。因此，需要一種改進的且更加高效的全站儀，以及一種供這種全6站儀例如為了掃描目的在這樣的工地使用的能夠應(yīng)付突然的距離和/ 或信號強度變化的方法。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個目的是，提供一種改進的且更加高效的測量 儀器，以及一種供這種儀器例如為了掃描目的在這樣的工地使用的能 夠應(yīng)付例如突然的距離和/或信號強度變化的方法。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種測量儀器以及一種供這種測量 儀器用于以快速且可靠的方式掃描對象的表面或體積的方法。本發(fā)明的再一目的在于，提供一種測量儀器以及一種供這種測量 儀器用于增加測量的準(zhǔn)確度的方法。本發(fā)明的這些和其他目的是借助于具有在獨立權(quán)利要求中限定的 特征的方法、系統(tǒng)、測量儀器和計算機程序產(chǎn)品而實現(xiàn)的。本發(fā)明的 優(yōu)選實施方案由從屬權(quán)利要求表征。為了澄清起見，本公開文本中使用的術(shù)語"測量儀器"指的是帶 一體式距離和角度測量的距離測量儀器，即結(jié)合了電學(xué)、光學(xué)和計算 機技術(shù)。這種儀器給出對目標(biāo)的距離以及對目標(biāo)的豎直方向角度和水平方向角度，由此相對于對象或反射器(reflector)測量所述距離。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了 一種使用測量儀器測定對象的表面 或體積的方法。該方法包括以下步驟識別對象的包括該表面的掃描 區(qū)域；將所述掃描區(qū)域劃分為多個子集；在一測量時間段(measurement session)中，檢測對象的掃描區(qū)域的每個子集中的多個點，所述子集 的點構(gòu)成掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(scanning point grid configuration); 以及，在檢測新子集中的新點時，使用關(guān)于至少一個在前子集中至少 一個具有對應(yīng)位置的點的信息，所述在前子集與所述新子集相鄰。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于測定對象的表面或者體 積的測量儀器，該測量儀器包括適于計算位置數(shù)據(jù)的位置計算電路， 所述位置數(shù)據(jù)包括至少水平角度和豎直角度以及測量儀器和對象之間 的距離。所述測量儀器進一步包括控制單元，該控制單元適于指示 位置計算電路識別對象的包括所述表面的掃描區(qū)域；指示位置計算電 路將所述掃描區(qū)域劃分為多個子集；在一測量時間段中，獲得由所述位置計算電路檢測的對象的掃描區(qū)域的每個子集中的多個點，所述子集的點構(gòu)成掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；以及在檢測新子集中的新點時，指示位 置計算電路使用關(guān)于至少一個在前子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點 的信息，所述在前子集相鄰于所述新子集。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機 程序產(chǎn)品可直接加載進根據(jù)本發(fā)明的第二方面的測量儀器的內(nèi)存中， 該計算機程序產(chǎn)品包括用于使測量儀器的控制單元執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明 第一方面的步驟的軟件代碼部分。本發(fā)明基于以下思想即，將目標(biāo)或?qū)ο蟮膾呙鑵^(qū)域劃分為多個 子集，并且當(dāng)測量新的相鄰子集中的新點時，使用相關(guān)于一先前掃描 的子集中的最接近的被測量點(或者多個相鄰點)的信息——例如， 距離或信號強度，以為目標(biāo)或?qū)ο笙薅ú煌再|(zhì)的范圍，例如距離范 圍。因此，當(dāng)掃描前一子集的下一個或者相鄰子集時，掃描具有一定 點密度的子集并使用這些點的信息。本發(fā)明實現(xiàn)了許多優(yōu)點。例如，由于可做出更好的預(yù)測，可使掃 描程序更加高效且更加可靠。而且，相比于不考慮其他點的信息因而 必須將測量具有最低S/N比的點所需的時間用作所有點的暫停時間 (time-out)的現(xiàn)有技術(shù)，可顯著地減少測量時間。根據(jù)本發(fā)明，使 用相鄰點的測量時間，并且，例如，對于有效距離——例如，不是天 空，最長時間可被用作暫停時間與時間偏差的相加而能夠應(yīng)付較弱的 點。而且，如果預(yù)期到對象的點的距離會急劇增加，例如，在房屋或 建筑物的山墻處，那么使用至少前一子集中的點可最優(yōu)化掃描程序的 性能。根據(jù)本發(fā)明的一實施方案，所述子集是平行掃描線。 在本發(fā)明的實施方案中，在已經(jīng)掃描了對象或目標(biāo)的表面或體積 之后，執(zhí)行校正測量時間段(correction measurement session)。 檢測所述對象的掃描區(qū)域的多個校正子集中的每個校正子集中的多個 點，其中校正子集可以是在第一測量時間段中使用的相同子集，或者 校正子集可以相對地幾何正交于在第一測量時間段中獲得的子集。使 用關(guān)于至少一個在前校正子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息，其中所述在前校正子集相鄰于新的校正子集。在另一實施方案中，在校正測量時間段中僅掃描選定的點。例如， 在校正測量時間段中僅掃描在第一測量時間段中遺漏的點。用戶可選 擇在校正測量時間段中掃描哪些點，或者該選擇可以是自動地，其中 可使用預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)來確定再次掃描哪些點。即，可檢查是否滿足預(yù)定的 準(zhǔn)確度參數(shù)，例如，所檢測的子集的多個不合格的點是否低于預(yù)定水 平。這可應(yīng)用戶的請求(即，作為對手動輸入命令的響應(yīng))缺省執(zhí)行， 或者這可在其中將所測量的點與一定準(zhǔn)確度參數(shù)比較的測試之后缺省進行。準(zhǔn)確度參數(shù)可以是一個完成程度(a level of completion)。例 如，可能已識別了一點，但是可能尚未進行測量。關(guān)于這種具有較低 完成程度的點的數(shù)據(jù)可被用于糾錯程序中。因此，當(dāng)測量新的相鄰子 集中的新點時，使用相關(guān)于至少一先前掃描的子集中的最接近的被測 量點(或者多個相鄰點)的信息一一例如，距離或信號強度，以為目 標(biāo)或?qū)ο笙薅ú煌再|(zhì)的范圍，例如距離范圍。即，當(dāng)掃描前一子集 的下一個或相鄰子集時，掃描具有一定點密度的子集并使用這些點的 信息。因此，可通過執(zhí)行糾錯程序?qū)崿F(xiàn)甚至更高程度的準(zhǔn)確度。該糾 錯信息被結(jié)合第一點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)使用，例如，在第一點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，初 始網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的一定點可被替代為在糾錯測量過程中獲得的點。在有些實施方案中，測量儀器是全站儀。根據(jù)其他的實施方案，測量儀器是三維掃描設(shè)備。如本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到的，本發(fā)明的方法的步驟及其優(yōu)選實施方案，適于以計算機程序或者計算機可讀介質(zhì)的形式實現(xiàn)。根據(jù)下面結(jié)合附圖使用的描述，將更好地理解按照構(gòu)造及操作方 法表征本發(fā)明的特征及本發(fā)明進一步的目標(biāo)及優(yōu)點。應(yīng)清楚理解的是, 所述附圖用于圖解和說明的目的，并不意在作為對本發(fā)明范圍的限定。 隨著結(jié)合附圖閱讀現(xiàn)在接下來的描述，本發(fā)明所實現(xiàn)的這些和其他目 標(biāo)以及所提供的優(yōu)點將變得更加完全地顯而易見。


在以下詳細描述中，將參考附圖，在所述附圖中 圖1圖解了根據(jù)本發(fā)明的測量儀器的一實施方案；圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的掃描程序的一實施方案的流程
圖3圖解了在圖2中所圖解的掃描程序中使用的一示例性掃描區(qū) 域和掃描區(qū)域子集；
圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的糾錯程序的一實施方案的流程
圖5圖解了在圖4中所圖解的糾錯程序中使用的一示例性掃描區(qū) 域和掃描區(qū)域子集；
圖6圖解了圖4的掃描區(qū)域和在圖4中所圖解的糾錯程序中使用 的掃描區(qū)域子集的另一實例。
具體實施例方式
首先參考圖1，將討論根據(jù)本發(fā)明的測量儀器的一實施方案。在 該實施方案中，測量儀器是全站儀或者大地測量儀器。本發(fā)明也可以 三維掃描設(shè)備實現(xiàn)。
全站儀是一種帶一體式距離和角度測量的距離測量儀器，即，結(jié) 合有電學(xué)、光學(xué)和計算機技術(shù)。這種全站儀給出對對象或目標(biāo)的距離 以及對對象或目標(biāo)的豎直方向和水平方向，由此相對于例如隅角棱鏡 類型的反射表面或者反射器測量所述距離。此外，全站儀設(shè)有計算機 或者控制單元，所述計算機或者控制單元帶有用于待執(zhí)行的測量的信 息，并用于存儲在測量過程中獲得的數(shù)據(jù)。優(yōu)選的是，全站儀計算目 標(biāo)在固定地基坐標(biāo)系中的位置。在例如本申請人的W02004/057269中 更加詳細地描述了這種全站儀。
全站儀1包括含有控制邏輯的控制單元2,以及位置計算電路3， 所述位置計算電路3包括用于發(fā)送用于距離和對準(zhǔn)測量的測量光束 (beam) mb的裝置以及用于接收來自對象或目標(biāo)7的反射光束rb的 傳感器裝置。而且，全站儀2包括存儲器電路4,所述存儲器電路4 可包括隨機存取存儲器(RAM)和/或諸如只讀存儲器(ROM)的非易失 性存儲器。
全站儀1進一步包括連接至控制單元2的伺服系統(tǒng)6，所述控制 單元2用于控制全站儀1的移動?？刂茊卧?特別控制伺服系統(tǒng)6的伺服馬達以移動全站儀2,例如，以跟蹤移動的目標(biāo)或者掃描對象7 的表面或者體積。
而且，控制單元2適于在測量時間段中控制位置計算電路3,以 掃描對象7的表面的區(qū)域9。在測量時間段中，在一測量時間段內(nèi)對 于對象7的掃描區(qū)域9的多個子集中的每個子集，獲得多個被檢測點， 這將在下面參考圖2和圖3被更加詳細地描述。如將在下文中討論的， 掃描區(qū)域9可由全站儀1的用戶定義或者確定，并且可包括一個或多 個多邊形區(qū)域。例如，掃描區(qū)域可以是矩形或者方形的。類似地，掃 描區(qū)域的子集可由用戶預(yù)先確定或者定義。根據(jù)一實施方案，所述子 集是平行線。
此外，全站儀l可包括顯示器(未示出)和輸入設(shè)備(未示出)， 所述顯示器用于借助于圖形用戶界面(GUI)為用戶視覺上呈現(xiàn)信息， 諸如所掃描區(qū)域的結(jié)果，所述輸入設(shè)備一一例如，鍵盤一_使用戶能 夠例如輸入信息和命令。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2、 3、 4、 5和6,將討論根據(jù)本發(fā)明的用于掃描對象 的表面或體積的方法的實施方案。例如，在施工工地，本發(fā)明可被用 于估計料堆的體積或者用于掃描建筑物的表面，而在采礦工地，本發(fā) 明可凈皮用于估計采礦量(mining volume )。首先，在步驟20，識別對 象30的掃描區(qū)域31，對象30——在該實施例中，參見圖3，為帶有 斜頂32的建筑物33。參見圖3和圖5，全站儀1的用戶可使用輸入設(shè) 備定義掃描區(qū)域31。例如，掃描區(qū)域31可以是矩形的或者方形的。 而且，用戶可定義用于測量程序的標(biāo)準(zhǔn)，例如，掃描區(qū)域的掃描點的 分辨率或者用于掃描區(qū)域的總掃描時間。接下來，在步驟21，掃描區(qū)
域被劃分為多個子集sl、 s2........ sy，參見圖3。這可由程序使用
預(yù)定設(shè)置自動執(zhí)行。例如，子集可以是掃描點構(gòu)成的平行線?？商娲?地，掃描區(qū)域的子集可由用戶手動定義。
其后，在步驟22，開始掃描程序，點Plsl、 P2sl......... Pxsl
構(gòu)成的第一子集sl由全站儀測量并以掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的形式被暫時 存儲在控制電路2的緩沖存儲器或者存儲在全站儀1的存儲器電路4 中。當(dāng)掃描第二子集s2時，使用關(guān)于至少一個在前相鄰子集中至少一 個具有對應(yīng)位置的點的信息。即，當(dāng)測量第二子集的第一點Pls2時，使用相關(guān)于相鄰子集中具有對應(yīng)位置的點——即，點Plsl——的信息，
該信息包括距離、信號強度和測量時間。例如，可^f吏用Pls2的測量時 間設(shè)置暫停時間，換言之，可以設(shè)置一極可能的時間間隔，用于Pls2 的測量時間應(yīng)在該時間間隔內(nèi)。例如，參見圖3，當(dāng)掃描建筑物33的 頂32時，該參數(shù)是有用的。當(dāng)測量點Pxsl時，測量時間將會非常長， 因為全站儀1瞄準(zhǔn)天空，即，斜頂32之上。然而，當(dāng)測量相鄰子集 s2中的對應(yīng)點Pxs2時，這可被利用。例如，可i殳置最大時間限度， 從而，設(shè)定時間限度一屆滿，掃描程序就將繼續(xù)移動至下一個點。從 而，可顯著地加速掃描程序。
可替代地，或者結(jié)合測量時間，可使用信號強度。例如，當(dāng)測量 這樣的點時，這可能是有用的所述的點中的大部分位于建筑物的暗 壁(dark wall) 33上從而因為暗壁的反射率低將具有低的信號強度， 而其他的點位于具有反射率高的表面的金屬區(qū)域34 (例如，標(biāo)記)從 而將具有高的信號強度。因此，當(dāng)測量點P2s2時，信號強度將是高的， 這可在測量點P2s3時使用。即，掃描程序可基于P2s2的信號強度， 為相鄰子集中處于對應(yīng)位置的相鄰點——即P2s3——設(shè)置合適的信 號強度或者信號強度上限和下限。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員易意識到的，存在測量程序的多個可想到的變
體。例如，當(dāng)測量新子集中的新點時，可使用相鄰子集中的兩個或更 多個點的信息。在上述實施例中，當(dāng)測量點Pls2時，可使用點Plsl 和P2sl的信息，即，相鄰子集中的處于對應(yīng)位置的點以及一個或多個 相鄰點的信息。而且，當(dāng)測量新子集中的新點時，可使用來自不止一 個在前子集的信息。
接下來，在步驟23,檢查最新掃描的子集是否是掃描區(qū)域30的 最后一個子集。如果不是，該過程返回至步驟22，在步驟22繼續(xù)所 述掃描程序。如果是，該過程進行至步驟24，在步驟24用戶被提供 以掃描程序的反饋，也即，使用以掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)聚集的點形成一結(jié) 果掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)
<formula>formula see original document page 13</formula>
在該實施例中，所述點被以固定網(wǎng)格結(jié)構(gòu)聚集，即，以矩陣形式 聚集，但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到的，這僅是示例性的。例如， 連續(xù)掃描線的點可以不同網(wǎng)格收集。
所述結(jié)果可在全站儀1的顯示器上被呈現(xiàn)給用戶，或者例如，經(jīng) 由RF單元或者電纜連接被發(fā)送至計算機，在該計算機處可將所述結(jié)果 呈現(xiàn)在顯示屏上。從所掃描的點形成所述結(jié)果，可借助于本領(lǐng)域中使 用的任意常規(guī)技術(shù)實現(xiàn)。
接下來，在步驟25，檢查是否滿足準(zhǔn)確度參數(shù)，即，所檢測的子 集的多個不合格點是否低于預(yù)定水平。這可應(yīng)用戶的請求(即，作為 對手動輸入命令的響應(yīng))缺省執(zhí)行，或者在一個其中將所測量的點與 一定準(zhǔn)確度參數(shù)比較的測試之后缺省執(zhí)行。所述準(zhǔn)確度參數(shù)可以是完 成程度。例如，可能已識別了一點，但是可能尚未進行測量。相關(guān)于 這種具有較低完成程度的點的數(shù)據(jù)可被用于糾錯程序中。
如果結(jié)果或掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的點被發(fā)現(xiàn)滿足準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)(或者 如果用戶認(rèn)可該結(jié)果)，那么掃描程序結(jié)束。另一方面，如果不是這樣， 該程序進行至步驟26，在步驟26執(zhí)行糾錯程序，該糾錯程序?qū)⒃谙?文中參考圖4、 5和6描述。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，在步驟40，首先識別對象30的掃描區(qū)域31，該 對象30——在該實施例中，參見圖5,為帶有斜頂32的建筑物33。 優(yōu)選地，在掃描程序和糾錯程序中掃描區(qū)域31相同。此外，用于測量
程序的標(biāo)準(zhǔn)，例如，掃描區(qū)域的掃描點的分辨率或者用于掃描區(qū)域的 總掃描時間，也優(yōu)選地是相同的。接下來，在步驟41，掃描區(qū)域被劃
分為多個子集sl、 s2........ sy，參見圖5。這可由程序^f吏用預(yù)定i殳
置自動執(zhí)行。在另一實施方案中，與掃描程序中相同的線被用在糾錯 程序中，參見圖5。根據(jù)一實施方案，糾錯中使用的子集幾何正交于 掃描程序中的子集，如可在圖3和圖6中看到的。根據(jù)另外的實施方案，用戶可選擇在糾錯過程中待測量的點，或者這可自動執(zhí)行。糾錯 中獲得的點被結(jié)合第一點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)使用，在第一點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中，例如， 初始網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的 一定點可被替代為在糾錯測量過程中獲得的點，第
一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中遺漏的點可由糾錯測量過程中獲得的點補充，或者第一 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中具有過低完成程度的點(例如，不合格點的數(shù)目低于預(yù)定
水平)可被替代為糾錯測量過程中獲得的點。相關(guān)于第一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中 的點的數(shù)據(jù)，可被用于在糾錯過程中點的測量。
此后，在步驟42，開始掃描程序，然后如上所述執(zhí)行類似的掃描
程序。這樣，由全站儀測量點Plsl、 P2sl........ Pxsl構(gòu)成的第一子
集sl,然后將其以掃描網(wǎng)格結(jié)構(gòu)暫時存儲在控制電路2的緩沖存儲器 中或者全站儀l的存儲器電路4中。當(dāng)掃描第二子集s2時，使用相關(guān) 于至少一個在前相鄰子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息。即， 當(dāng)測量第二子集的第一點Pls2時，使用相關(guān)于相鄰子集中具有對應(yīng)位 置的點——即點Plsl——的信息，所述信息包括距離、信號強度和測 量時間。此外，當(dāng)在糾錯過程中掃描相同的點時，可使用相關(guān)于上面 示出的掃描點矩陣的對應(yīng)點的信息。例如，如果在第一掃描程序中， 該點已經(jīng)被識別但是尚未被測量的話。即，在第一掃描程序中獲得的 關(guān)于點Plsl的信息可當(dāng)在糾錯過程中掃描相同的點Plsl時使用。
在另一實施方案中，在糾錯程序中，僅掃描被遺漏的點或者不滿 足預(yù)定準(zhǔn)確度參數(shù)的點。如上面所討論的，這可自動執(zhí)行，或者用戶 可選擇在糾錯程序中待掃描或者測量的點。
接下來，在步驟43,檢查最新掃描的子集是否是掃描區(qū)域30的 最后子集。如果不是，該過程返回至步驟22，在步驟22掃描程序繼 續(xù)。如果不是，該過程進行至步驟44，在步驟44使用以糾錯掃描點 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)聚集的點進行糾錯，在該實施例中所述糾錯掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 是一個矩陣
糾錯后的掃描點矩陣-—尸bl尸2" ... Pxsl — Pls2 P2s2 …尸xs2
尸lsy P2sy ... 尸xsy —集，但是，如本領(lǐng)域技術(shù)人 員意識到的，這僅是示例性的。例如，連續(xù)掃描線的點可以不同網(wǎng)格 收集。
如所理解的，可能已使用兩個正交布置的子集組掃描了一些相同 的點，因此，對于所有的點或者對于一些點，可能存在兩次測量。
最后，糾錯后的結(jié)果可在全站儀1的顯示器上呈現(xiàn)給用戶，或者
例如，可經(jīng)由RF單元(未示出)傳送至計算機，在該計算機處所述結(jié) 果可被呈現(xiàn)在顯示屏上。
盡管已示出并描述了本發(fā)明的示例性實施方案，但是對本領(lǐng)域技 術(shù)人員來說顯而易見的是，可對本文中所述的本發(fā)明做出多種變化、 修改或改變。因此，應(yīng)理解的是，本發(fā)明的上述描述和附圖應(yīng)被視為 其非限制性的實施例，并且保護范圍由所附的專利權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種使用測量儀器(1)測定對象(7，30)的表面或體積的方法，該測量儀器(1)包括用于計算位置數(shù)據(jù)的位置計算電路(3)，所述位置數(shù)據(jù)包括至少水平角度和豎直角度以及所述測量儀器(1)和對象(7，30)之間的距離，該方法包括以下步驟識別(20；40)對象(7，30)的包括所述表面的掃描區(qū)域(9，31)；將所述掃描區(qū)域(9，31)劃分(21；41)為多個子集(s1、s2、......、sy)；在一測量時間段中，檢測(22；42)所述對象的所述掃描區(qū)域(9，31)的所述子集(s1、s2、......、sy)中的每個子集中的多個點(P1s1、P2s1、.......、Pxs 1、......、Pxsy)，所述子集(s1、s2、......、sy)的所述點(P1s1、P2s1、.......、Pxs1、......、Pxsy)構(gòu)成掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；以及在檢測所述新子集中的新點時，使用(22；42)關(guān)于至少一個在前子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述子集(sl、 s2........sy)是平行掃描線，并且其中所述使用信息的步驟包括以下步驟在檢測新掃描線上的點時，使用關(guān)于至少一個在前掃描線中至少 一個具有對應(yīng)位置的點的信息，所述在前掃描線鄰近于所述新掃描線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述使用信息的步驟包括以 下步驟在檢測所述新掃描線上的點時，使用至少一個在前掃描線中至少 一個具有對應(yīng)位置的點的測量參數(shù)，所述測量參數(shù)包括所述點的信號 強度、所述測量儀器(1)到所述點的距離以及用于所述點的測量時間 中的至少一個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述使用信息的步驟進一步 包括以下步驟基于至少一個在前掃描線中所述至少一個具有對應(yīng)位置的相應(yīng)點 的所述測量參數(shù)，定義用于所述新掃描線上的每個點的檢測的測量特 性(measurement property )。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述定義測量特性的步驟包 括以下步驟基于至少一個在前掃描線中所述至少一個具有對應(yīng)位置的相應(yīng)點 的所述測量參數(shù)，設(shè)置用于所述新掃描線上的每個點的檢測的至少一 個參數(shù)，所述至少一個參數(shù)包括距離范圍、信號強度上限和下限以及 測量時間上限和下限中的任 一 個。
6. 根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，進一步包括以下步驟 執(zhí)行(24)校正測量時間段，包括以下步驟檢測(42)所述對象的所述掃描區(qū)域的多個校正子集中的每 個校正子集中的多個點；以及在檢測所述新子集中的新點時，使用(42)關(guān)于至少一個在 前校正子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述執(zhí)行(24)校正測量時 間段的步驟還包括以下步驟使用(42)關(guān)于在在前測量時間段中獲得的子集中具有對應(yīng)或相 鄰位置的點的信息。
8. 根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中所述識別對象(7， 30)的掃描區(qū)域(9， 31)的步驟進一步包括以下步驟限定所述掃描區(qū)域(9， 31),其中所述掃描區(qū)域(9， 31)包括至 少一多邊形區(qū)域。
9. 根據(jù)任一上述權(quán)利要求所述的方法，其中所述限定所述掃描區(qū) 域(9， 31)的步驟進一步包括以下步驟限定所述掃描區(qū)域(9, 31)的所述點(Plsl、 P2sl.........Pxsl........ Pxsy)的分辨率或者用于所述掃描區(qū)域(9， 31)的總掃描時間。
10. —種用于測定對象(7， 30)的表面或者體積的測量儀器，包 括用于計算位置數(shù)據(jù)的位置計算電路(3)，所述位置數(shù)據(jù)包括至少水 平角度和豎直角度以及所述測量儀器(1)和所述對象(7， 30)之間 的距離，所述測量儀器(1 )進一步包括控制單元(8 ),該控制單元(8 ) 適于:指示位置計算電路(3)識別對象(7, 30)的包括所述表面的掃描區(qū)域(9, 31);指示位置計算電路(3)將所述掃描區(qū)域(9， 31)劃分為多個子 集(sl、 s2........ sy );在測量時間段中，獲得由所述位置計算電路(3)檢測到的所述對象(7， 30)的所述掃描區(qū)域(9， 31)的所述子集(sl、 s2........sy)中的每個子集中的多個點(Plsl、 P2sl.........Pxsl........Pxsy )，所述子集(sl、 s2........ sy)的所述點構(gòu)成掃描點網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；并且在檢測所述新子集中的新點時，指示位置計算電路(3)使用關(guān)于 至少一個在前子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的測量儀器，其中所述子集是平行掃描 線，并且其中控制單元(2)適于在檢測新掃描線上的點時，指示位置 計算電路(3 )使用關(guān)于至少一個在前掃描線中至少一個具有對應(yīng)位置 的點的信息，所述在前掃描線相鄰于在至少一個在前掃描線的所述網(wǎng) 格結(jié)構(gòu)中的新掃描線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的測量儀器，其中所述控制單元(2) 適于在檢測所述新掃描線上的點時，指示位置計算電路(3 )使用至少 一個在前掃描線中所述至少一個具有對應(yīng)位置的點的測量參數(shù)，所述 測量參數(shù)包括至少所述點的信號強度、所述測量儀器到所述點的距離 以及用于所述點的測量時間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的測量儀器，其中所述控制單元(2)適于基于至少一個在前掃描線中所述至少一個具有對應(yīng)位置的相應(yīng)點 的所述測量參數(shù)，定義用于所述新掃描線上的每個點的檢測的測量特 性。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的測量儀器，其中所述控制單元(2)適于基于至少一個在前掃描線中所述至少一個具有對應(yīng)位置的相應(yīng)點 的所述測量參數(shù)，設(shè)置用于所述新掃描線上的每個點的檢測的距離范 圍和/或信號強度上限和/或下限設(shè)定和/或測量時間上限和/或下限。
15. 根據(jù)上述權(quán)利要求10~ 14中任一權(quán)利要求所述的測量儀器， 其中所述控制單元(2)適于執(zhí)行校正測量時間段，這包括獲得由所述位置 算電路(3 )檢測的所述對象的所述掃描區(qū)域的 多個校正子集中的每個校正子集中的多個點；以及在檢測所述新子集中的新點時，指示所述位置計算電路(3)使用 關(guān)于至少一個在前校正子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點的信息，所 述在前校正子集相鄰于所述網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中的新校正子集。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的測量儀器，其中所述控制單元(2) 適于在檢測所述新子集中的新點時，指示所述位置計算電路(3)使用 關(guān)于在在前測量時間段中獲得的子集中具有對應(yīng)位置的點的信息。
17. 根據(jù)上述權(quán)利要求10~ 16中任一權(quán)利要求所述的測量儀器， 其中所述控制單元(2)適于限定所述掃描區(qū)域(9， 31),其中所述掃 描區(qū)域(9， 31)包括至少一個多邊形區(qū)域。
18. 根據(jù)上述權(quán)利要求10~ 17中任一權(quán)利要求所述的測量儀器， 其中所述控制單元(2 )適于限定所述掃描區(qū)域(9, 31 )的所述點(Plsl、P2sl.........Pxsl........Pxsy )的分辨率或者用于所述掃描區(qū)域(9，31)的總掃描時間。
19. 一種計算機程序產(chǎn)品，可直接加載進測量儀器(1)的內(nèi)存(4) 中，該計算機程序產(chǎn)品包括用于使所述測量儀器(1)的控制單元(2) 執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1 ~ 8的步驟的軟件代碼部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種距離測量的測量儀器以及一種用于這種站掃描對象的表面或體積的方法。該測量儀器包括適于計算位置數(shù)據(jù)的位置計算電路，所述位置數(shù)據(jù)包括至少水平角度和豎直角度以及測量儀器(1)和對象(30)之間的距離。在測量時間段中，對象(30)的掃描區(qū)域(31)的多個子集(si、s、……、sy)中的每個子集中的多個點，在檢測新子集(s2)中的新點(P1s2、P2s2、……、Pxsy)時，使用關(guān)于至少一個在前子集中至少一個具有對應(yīng)位置的點(P1s1、P2s1、……、Pxs1)的信息，所述在前子集相鄰于所述新子集。
文檔編號G01C15/00GK101595365SQ200780050427
公開日2009年12月2日 申請日期2007年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者B·麥格納森, F·格里斯究, G·大衛(wèi), G·拉普雷, S·斯瓦赫爾姆, S·約翰遜 申請人:特林布爾公司