具有增強(qiáng)的操縱部件的激光追蹤器的制造方法
【專利摘要】一種坐標(biāo)測(cè)量裝置，該坐標(biāo)測(cè)量裝置向目標(biāo)發(fā)送第一光束，該目標(biāo)返回一部分光作為第二光束。該裝置包括：第一和第二馬達(dá)，所述第一和第二馬達(dá)將第一光束指向第一方向，所述第一方向由圍繞第一軸的第一旋轉(zhuǎn)角以及圍繞第二軸的第二旋轉(zhuǎn)角確定，所述第一旋轉(zhuǎn)角和所述第二旋轉(zhuǎn)角分別由所述第一馬達(dá)和所述第二馬達(dá)產(chǎn)生；第一和第二角度測(cè)量裝置，分別測(cè)量所述第一和第二旋轉(zhuǎn)角；測(cè)距儀，部分地基于第二光束的第一部分來測(cè)量從該裝置到目標(biāo)的第一距離；處理器，部分地基于第一距離以及第一旋轉(zhuǎn)角和第二旋轉(zhuǎn)角提供目標(biāo)的3D坐標(biāo)；以及裝置頂側(cè)的可伸縮柄。
【專利說明】具有增強(qiáng)的操縱部件的激光追蹤器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年I月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/592，049和2011年4月15日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/475,703的優(yōu)先權(quán)，這兩者的全部?jī)?nèi)容通過引用合并到本申請(qǐng)中。本申請(qǐng)還要求2012年2月21日提交的美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專利申請(qǐng)N0.29/413811的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過引用合并到本申請(qǐng)中。
【背景技術(shù)】
[0003]本公開涉及坐標(biāo)測(cè)量裝置。一組坐標(biāo)測(cè)量裝置屬于通過向點(diǎn)發(fā)送激光束來測(cè)量該點(diǎn)的三維(3D)坐標(biāo)的一類儀器。該激光束可能直接照射在該點(diǎn)上或照射在與該點(diǎn)相接觸的回射器目標(biāo)上。在任一情況下，該儀器通過測(cè)量到該目標(biāo)的距離和兩個(gè)角來確定該點(diǎn)的坐標(biāo)。該距離是利用諸如絕對(duì)距離儀或干涉儀的測(cè)距裝置來測(cè)量的。這些角是利用諸如角編碼器的角測(cè)裝置來測(cè)量的。該儀器內(nèi)的萬向光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使激光束指向關(guān)注點(diǎn)。
[0004]激光追蹤器是利用其發(fā)射的一個(gè)或多個(gè)激光束追蹤回射器目標(biāo)的特定類型的坐標(biāo)測(cè)量裝置。與激光追蹤器緊密相關(guān)的坐標(biāo)測(cè)量裝置是激光掃描儀和全能測(cè)量?jī)x。激光掃描儀將一個(gè)或多個(gè)激光束移動(dòng)(step)至表面上的點(diǎn)。激光掃描儀拾取從表面散射的光并且根據(jù)該光確定到各點(diǎn)的距離和兩個(gè)角?？睖y(cè)應(yīng)用中最常使用的全能測(cè)量?jī)x可以用來測(cè)量漫反射或回射目標(biāo)的坐標(biāo)。在下文，在廣義上使用術(shù)語激光追蹤器以包括激光掃描儀和全能測(cè)量?jī)x。
[0005]通常，激光追蹤器向回射器目標(biāo)發(fā)送激光束?；厣淦髂繕?biāo)的常用類型是包括嵌入金屬球體內(nèi)的立方隅角回射器的球形安裝的回射器(SMR)。立方隅角回射器包括三個(gè)相互垂直的鏡。作為這三個(gè)鏡的共同交叉點(diǎn)的頂點(diǎn)位于球體的中心。由于球體內(nèi)立方隅角的該配置，即使在SMR轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從頂點(diǎn)到保持SMR的任何表面的垂直距離保持恒定。結(jié)果，激光追蹤器可以通過隨著SMR在表面上移動(dòng)而跟蹤SMR的位置來測(cè)量表面的3D坐標(biāo)。換言之，激光追蹤器僅需要測(cè)量三個(gè)自由度(一個(gè)徑向距離和兩個(gè)角)以完全表征表面的3D坐標(biāo)。
[0006]一種類型的激光追蹤器僅包括干涉儀(IFM)而不包括絕對(duì)距離儀(ADM)。在對(duì)象阻斷了來自這些追蹤器之一的激光束的路徑的情況下，IFM丟失其距離參考。于是，操作員必須將回射器追蹤至已知位置以在繼續(xù)測(cè)量之前重置至參考距離。繞過這種限制的方式是將ADM置于追蹤器中。如以下更詳細(xì)地所述，ADM可以以對(duì)準(zhǔn)即拍(point-and-shoot)的方式測(cè)量距離。一些激光追蹤器僅包含ADM而不具有干涉儀。Bridges等人的美國(guó)專利N0.7，352，446 (‘446)(其內(nèi)容通過引用包含于此)描述了僅具有能夠精確地掃描移動(dòng)目標(biāo)的ADM(且無IFM)的追蹤器。在‘446專利之前，絕對(duì)距離儀過慢而無法準(zhǔn)確地找出移動(dòng)目標(biāo)的位置。
[0007]激光追蹤器內(nèi)的萬向機(jī)構(gòu)可以用來將來自追蹤器的激光束指向SMR。由SMR回射的光的一部分入射到激光追蹤器中并且傳遞至位置檢測(cè)器上。激光追蹤器內(nèi)的控制系統(tǒng)可以使用光在位置檢測(cè)器上的位置來調(diào)整激光追蹤器的機(jī)械軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，以保持激光束在SMR上居中。這樣，追蹤器能夠跟隨(追蹤)在關(guān)注對(duì)象的表面上移動(dòng)的SMR。用于激光追蹤器的萬向機(jī)構(gòu)可以用于很多其它應(yīng)用。作為簡(jiǎn)單示例，激光追蹤器可以用于具有可視指示光束但沒有測(cè)距儀的萬向轉(zhuǎn)向裝置，以將光束轉(zhuǎn)向至一系列回射器目標(biāo)并且測(cè)量每個(gè)目標(biāo)的角度。
[0008]將諸如角編碼器的角度測(cè)量裝置附接至追蹤器的機(jī)械軸。由激光追蹤器所進(jìn)行的一個(gè)距離測(cè)量和兩個(gè)角度測(cè)量足以完全指定SMR的三維位置。
[0009]可利用或提出了用以測(cè)量六自由度而非普通的三自由度的幾種激光追蹤器。Bridges等人的美國(guó)專利N0.7，800,758( ‘758)(其全部?jī)?nèi)容通過引用包含于此)和Bridges等人的美國(guó)公開專利申請(qǐng)N0.2010/0128259 (其全部?jī)?nèi)容通過引用包含于此)描述了示例性的六自由度(六D0F)系統(tǒng)。
[0010]以前，激光追蹤器未提供用于升降和運(yùn)輸?shù)淖罴巡考?。需要更好的部件來升降和運(yùn)輸激光追蹤器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，坐標(biāo)測(cè)量裝置向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送第一光束，目標(biāo)點(diǎn)返回第一光束的一部分作為第二光束，該坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)、底側(cè)和重量。該測(cè)量裝置包括:第一馬達(dá)和第二馬達(dá)，該第一馬達(dá)和第二馬達(dá)一起將第一光束指向第一方向，該第一方向由圍繞第一軸的第一旋轉(zhuǎn)角和圍繞第二軸的第二旋轉(zhuǎn)角確定，第一旋轉(zhuǎn)角由第一馬達(dá)產(chǎn)生，以及第二旋轉(zhuǎn)角由第二馬達(dá)產(chǎn)生。該測(cè)量裝置還包括:用于測(cè)量第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置以及用于測(cè)量第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置；測(cè)距儀，該測(cè)距儀至少部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器接收的第二光束的第一部分來測(cè)量從坐標(biāo)測(cè)量裝置到目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；以及處理器，該處理器提供目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，該三維坐標(biāo)至少部分地基于第一距離、第一旋轉(zhuǎn)角、以及第二旋轉(zhuǎn)角；以及位于頂側(cè)的可伸縮柄。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，坐標(biāo)測(cè)量裝置向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送第一光束，該目標(biāo)點(diǎn)返回第一光束的一部分作為第二光束，該坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)和底側(cè)。該坐標(biāo)測(cè)量裝置包括:第一馬達(dá)和第二馬達(dá)，第一馬達(dá)和第二馬達(dá)一起將第一光束指向第一方向，第一方向由圍繞第一軸的第一旋轉(zhuǎn)角以及圍繞第二軸的第二旋轉(zhuǎn)角確定，第一旋轉(zhuǎn)角由第一馬達(dá)產(chǎn)生以及第二旋轉(zhuǎn)角由第二馬達(dá)產(chǎn)生。該測(cè)量裝置還包括:用于測(cè)量第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置以及用于測(cè)量第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置；測(cè)距儀，該測(cè)距儀部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器接收的第二光束的第一部分來測(cè)量從坐標(biāo)測(cè)量裝置到目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；處理器，該處理器提供目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，三維坐標(biāo)至少部分地基于第一距離、第一旋轉(zhuǎn)角、以及第二旋轉(zhuǎn)角；以及底側(cè)上的凹陷把手，該凹陷把手是大到足以允許手指插入的凹□。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，坐標(biāo)測(cè)量裝置向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)發(fā)送第一光束，該目標(biāo)點(diǎn)返回第一光束的一部分作為第二光束，該坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)和底側(cè)。該坐標(biāo)測(cè)量裝置包括:第一馬達(dá)和第二馬達(dá)，第一馬達(dá)和第二馬達(dá)一起將第一光束指向第一方向，第一方向由圍繞第一軸的第一旋轉(zhuǎn)角以及圍繞第二軸的第二旋轉(zhuǎn)角確定，第一旋轉(zhuǎn)角由第一馬達(dá)產(chǎn)生以及第二旋轉(zhuǎn)角由第二馬達(dá)產(chǎn)生。該測(cè)量裝置還包括:用于測(cè)量第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置以及用于測(cè)量第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置；測(cè)距儀，該測(cè)距儀部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器接收的第二光束的第一部分來測(cè)量從坐標(biāo)測(cè)量裝置到目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；處理器，該處理器提供目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，三維坐標(biāo)至少部分地基于第一距離、第一旋轉(zhuǎn)角、以及第二旋轉(zhuǎn)角；以及側(cè)把手對(duì)，側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手和第二側(cè)把手，第一側(cè)把手與第二側(cè)把手相對(duì)地位于坐標(biāo)測(cè)量裝置的一側(cè)上，第一側(cè)把手和第二側(cè)把手位于頂側(cè)與底側(cè)中間的位置處，側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]現(xiàn)在參考附圖，示出了不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本公開的整個(gè)范圍的示例性實(shí)施例，其中在幾個(gè)附圖中元件被類似地編號(hào):
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有回射器目標(biāo)的激光追蹤器系統(tǒng)的立體圖；
[0016]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有六DOF目標(biāo)的激光追蹤器系統(tǒng)的立體圖；
[0017]圖3是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光追蹤器的光學(xué)和電子學(xué)元件的框圖；
[0018]包括圖4A和4B的圖4示出兩種類型的現(xiàn)有技術(shù)的無焦光束擴(kuò)展器；
[0019]圖5不出現(xiàn)有技術(shù)的光纖光束發(fā)射；
[0020]圖6A?6D是示出四種類型的現(xiàn)有技術(shù)的位置檢測(cè)器組件的示意圖；
[0021]圖6E和6F是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的位置檢測(cè)器組件的示意圖；
[0022]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的ADM內(nèi)的電氣和光電元件的框圖；
[0023]圖8A和8B是示出現(xiàn)有技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光纖元件的示意圖；
[0024]圖SC是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光纖元件的示意圖；
[0025]圖9是現(xiàn)有技術(shù)的激光追蹤器的分解圖；
[0026]圖10是現(xiàn)有技術(shù)的激光追蹤器的截面圖；
[0027]圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的激光追蹤器的計(jì)算和通信元件的框圖；
[0028]圖12A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用單個(gè)波長(zhǎng)的激光追蹤器中的元件的框圖；
[0029]圖12B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用單個(gè)波長(zhǎng)的激光追蹤器中的元件的框圖；
[0030]圖13是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有六DOF能力的激光追蹤器中的元件的框圖；以及
[0031]圖14A、圖14B和圖14C分別示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有有用部件的激光追蹤器的前視圖、透視圖以及立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1示出的示例性激光追蹤器系統(tǒng)5包括激光追蹤器10、回射器目標(biāo)26、可選輔助單元處理器50和可選輔助計(jì)算機(jī)60。激光追蹤器10的示例性萬向光束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)12包括安裝在方位基座16上并且繞方位軸20轉(zhuǎn)動(dòng)的天頂滑架14。有效載荷15安裝在天頂滑架14上并且繞天頂軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。在追蹤器10內(nèi)部，天頂軸18和方位軸20在通常作為距離測(cè)量的原點(diǎn)的萬向點(diǎn)22處垂直相交。激光束46實(shí)際上穿過萬向點(diǎn)22并且指向成與天頂軸18垂直。換句話說，激光束46存在于與天頂軸18大致垂直并且穿過方位軸20的平面內(nèi)。輸出激光束46由于有效載荷15繞天頂軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)以及天頂滑架14繞方位軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)而指向期望方向。將追蹤器內(nèi)部的天頂角編碼器附接至與天頂軸18對(duì)準(zhǔn)的天頂機(jī)械軸。將追蹤器內(nèi)部的方位角編碼器附接至與方位軸20對(duì)準(zhǔn)的方位機(jī)械軸。天頂角編碼器和方位角編碼器以相對(duì)較高的精度測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)的天頂角和方位角。輸出激光束46傳播至例如可能是如上所述的球形安裝的回射器(SMR)的回射器目標(biāo)26。通過測(cè)量萬向點(diǎn)22和回射器26之間的徑向距離、繞天頂軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)角和繞方位軸20的轉(zhuǎn)動(dòng)角，在追蹤器的球面坐標(biāo)系中找到回射器26的位置。
[0033]如以下所述，輸出激光束46可以包括一個(gè)或多個(gè)激光波長(zhǎng)。為了清楚和簡(jiǎn)便，在以下論述中假定圖1所示的這種轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。然而，其它類型的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是可以的。例如，能夠使激光束從繞方位軸和天頂軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鏡反射。無論轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的類型如何，均可應(yīng)用本文描述的技術(shù)。
[0034]在激光追蹤器上可以包括磁槽17以針對(duì)例如1.5,7/8和1/2英寸的SMR的不同大小的SMR將激光追蹤器重置為“初始”位置。可以使用追蹤器上回射器19將追蹤器重置為參考距離。另外，如美國(guó)專利N0.7，327，446 (其內(nèi)容通過引用并入本文)所述，可以將從圖1不可見的追蹤器上鏡與追蹤器上回射器相結(jié)合使用以使得能夠進(jìn)行自補(bǔ)償。
[0035]圖2示出示例性激光追蹤器系統(tǒng)7，其中，除了以六DOF探測(cè)器1000替換回射器目標(biāo)26以外，激光追蹤器系統(tǒng)7與圖1的激光追蹤器系統(tǒng)5相同。在圖1中，可以使用其它類型的回射器目標(biāo)。例如，有時(shí)使用作為光會(huì)聚至玻璃結(jié)構(gòu)的反射后表面上的小光斑的玻璃回射器的貓眼回射器。
[0036]圖3是示出激光追蹤器實(shí)施例中的光學(xué)和電氣元件的框圖。圖3示出如下激光追蹤器的元件:該激光追蹤器發(fā)出兩個(gè)波長(zhǎng)的光并且用于追蹤，其中，第一波長(zhǎng)用于ADM，第二波長(zhǎng)用于可見指示器?？梢娭甘酒魇沟糜脩裟軌蚩匆娮粉櫰魉l(fā)出的激光束光斑的位置。使用自由空間分束器來組合這兩個(gè)不同波長(zhǎng)。電光(EO)系統(tǒng)100包括可見光源110、隔離器115、可選第一光纖發(fā)射器170、可選干涉儀(IFM) 120、擴(kuò)束器140、第一分束器145、位置檢測(cè)器組件150、第二分束器155、ADM160和第二光纖發(fā)射器170。
[0037]可見光源110可以是激光器、超發(fā)光二極管或其它發(fā)光裝置。隔離器115可以是Faraday隔離器、衰減器或能夠減少反射回至光源的光的其它裝置?？蛇xIFM可以被配置成多種方式。作為可能實(shí)現(xiàn)的具體示例，IFM可以包括分束器122、回射器126、四分之一波板124,130和相位分析器128?？梢姽庠?10可以將光發(fā)射到自由空間，然后該光經(jīng)過隔離器115和可選IFM120在自由空間內(nèi)傳播?？蛇x地，隔離器115可以經(jīng)由光纖線纜耦接至可見光源110。在這種情況下，如以下參考圖5所論述的，來自隔離器的光可以經(jīng)過第一光發(fā)射器170發(fā)射到自由空間內(nèi)。
[0038]可以使用各種透鏡結(jié)構(gòu)來設(shè)置擴(kuò)束器140，但在圖4A、4B中示出兩種常用的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)。圖4A示出基于使用負(fù)透鏡141A和正透鏡142A的結(jié)構(gòu)140A。入射到負(fù)透鏡141A上的準(zhǔn)直光束220A從正透鏡142A出射為較大的準(zhǔn)直光束230A。圖4B示出基于使用兩個(gè)正透鏡141BU42B的結(jié)構(gòu)140B。入射到第一正透鏡141B上的準(zhǔn)直光束220B從第二正透鏡142B出射為較大的準(zhǔn)直光束230B。在從擴(kuò)束器140離開的光中，少量光在從追蹤器出來的路上從分束器145、155反射并且丟失。穿過分束器155的那部分光與來自ADM160的光相組合以形成離開激光追蹤器并且傳播至回射器90的復(fù)合光束188。
[0039]在實(shí)施例中，ADM160包括光源162、ADM電子器件164、光纖網(wǎng)絡(luò)166、互連電纜165和互連光纖168、169、184、186。ADM電子器件將電氣調(diào)制和偏置電壓發(fā)送至光源162，其中該光源162例如可以是以約1550nm的波長(zhǎng)工作的分布式反饋激光器。在實(shí)施例中，光纖網(wǎng)絡(luò)166可以是圖8A所示的現(xiàn)有技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)420A。在本實(shí)施例中，來自圖3中的光源162的光經(jīng)由與圖8A中的光纖432等同的光纖184傳播。[0040]圖8A的光纖網(wǎng)絡(luò)包括第一光纖耦合器430、第二光纖耦合器436和低傳輸反射器435、440。光經(jīng)由第一光纖耦合器430傳播并且分裂成以下兩個(gè)路徑，其中第一路徑經(jīng)由光纖433至第二光纖耦合器436，第二路徑經(jīng)過光纖422和光纖長(zhǎng)度均衡器423。光纖長(zhǎng)度均衡器423連接至圖3的光纖長(zhǎng)度168，其中該光纖長(zhǎng)度168傳播至ADM電子器件164的參考通道。光纖長(zhǎng)度均衡器423的目標(biāo)是使光在參考通道內(nèi)所經(jīng)過的光纖的長(zhǎng)度與光在測(cè)量通道內(nèi)所經(jīng)過的光纖的長(zhǎng)度一致。這種方式的光纖長(zhǎng)度一致減少了因環(huán)境溫度的變化所引起的ADM誤差。由于光纖的有效光路長(zhǎng)度與光纖的平均折射率乘以光纖長(zhǎng)度相等，因此可能產(chǎn)生這樣的誤差。由于光纖的折射率依賴于光纖的溫度，因此光纖的溫度變化導(dǎo)致測(cè)量通道和參考通道的有效光路長(zhǎng)度出現(xiàn)變化。在測(cè)量通道內(nèi)的光纖的有效光路長(zhǎng)度相對(duì)于參考通道內(nèi)的光纖的有效光路長(zhǎng)度改變的情況下，即使回射器目標(biāo)90保持靜止，該結(jié)果也將在回射器目標(biāo)90的位置發(fā)生明顯偏移。為了避免該問題，采取兩個(gè)步驟。首先，使參考通道內(nèi)的光纖的長(zhǎng)度與測(cè)量通道內(nèi)的光纖的長(zhǎng)度盡可能匹配。其次，并排鋪設(shè)測(cè)量光纖和參考光纖以達(dá)到能夠確保兩個(gè)通道內(nèi)的光纖經(jīng)歷近乎相同的溫度變化的程度。
[0041]光經(jīng)由第二光纖光耦合器436傳播并且分裂成以下兩個(gè)路徑，其中，第一路徑至低反射光纖終端440，第二路徑至光纖438，其中光從光纖438傳播至圖3的光纖186。光穿過光纖186而傳播至第二光纖發(fā)射器170。
[0042]在實(shí)施例中，在現(xiàn)有技術(shù)的圖5中示出光纖發(fā)射器170。來自圖3中的光纖186的光入射到圖5中的光纖172。光纖發(fā)射器170包括光纖172、箍174和透鏡176。光纖172附接至箍174，其中箍174穩(wěn)定地附接至激光追蹤器10內(nèi)的結(jié)構(gòu)。如果需要，可以將光纖的端部打磨成角以減少背向反射。根據(jù)所使用的光的波長(zhǎng)和光纖的特定類型，光250從可以是直徑為4?12微米的單模光纖的光纖的纖芯出射。光250分叉成一定角并且與透鏡176相交，其中透鏡176使光250平行。參考專利‘758中的圖3說明了經(jīng)由ADM系統(tǒng)中的單模光纖來發(fā)射和接收光信號(hào)的方法。
[0043]參考圖3，分束器155可以是發(fā)射不同于所反射的波長(zhǎng)的兩色分束器。在實(shí)施例中，來自ADM160的光從兩色分束器155反射并且與透過兩色分束器155的來自可見激光110的光合并。復(fù)合光束188從激光追蹤器傳播出來至回射器90作為第一光束，其中回射器90返回光的一部分作為第二光束。第二光束部分以ADM波長(zhǎng)從兩色分束器155反射并且返回至第二光纖發(fā)射器170，其中第二光纖發(fā)射器170將光返回耦接至光纖186。
[0044]在實(shí)施例中，光纖186與圖8A中的光纖438相對(duì)應(yīng)。返回光自光纖438穿過第二光纖耦合器436傳播并且分裂成兩個(gè)路徑。在本實(shí)施例中，第一路徑通往光纖424，光纖424與通往圖3中的ADM電子器件164的測(cè)量通道的光纖169相對(duì)應(yīng)。第二路徑通往光纖433，然后通往第一光纖耦合器430。離開第一光纖耦合器430的光分裂成兩個(gè)路徑，第一路徑至光纖432，第二路徑至低反射終端435。在實(shí)施例中，光纖432與通往圖3中的光源162的光纖184相對(duì)應(yīng)。在大多情況中，光源162包含使從光纖432進(jìn)入光源的光量最小化的內(nèi)置Faraday隔離器。在相反方向上反饋到激光內(nèi)的過多的光可能會(huì)使激光不穩(wěn)定。
[0045]來自光纖網(wǎng)絡(luò)166的光經(jīng)由光纖168、169入射到ADM電子器件164。在圖7中示出現(xiàn)有技術(shù)的ADM電子器件的實(shí)施例。圖3中的光纖168與圖7中的光纖3232相對(duì)應(yīng)，并且圖3中的光纖169與圖7中的光纖3230相對(duì)應(yīng)。現(xiàn)在參考圖7，ADM電子器件3300包括頻率參考3302、合成器3304、測(cè)量檢測(cè)器3306、參考檢測(cè)器3308、測(cè)量混合器3310、參考混合器3312、調(diào)節(jié)電子器件3314、3316、3318、3320、N分預(yù)分頻器3324和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 3322。例如可以是恒溫控制的晶體振蕩器(OCXO)的頻率參考將例如可以為IOMHz的參考頻率fKEF發(fā)送至合成器，其中合成器產(chǎn)生兩種電信號(hào):頻率為fKF的一個(gè)信號(hào)和頻率為的兩個(gè)信號(hào)。信號(hào)fKF進(jìn)入與圖3中的光源162相對(duì)應(yīng)的光源3102。頻率為的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)入測(cè)量混合器3310和參考混合器3312。來自圖3中的光纖168，169的光分別出現(xiàn)在圖7中的光纖3232，3230上，并且分別入射到參考通道和測(cè)量通道。參考檢測(cè)器3308和測(cè)量檢測(cè)器3306將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。這些信號(hào)分別由電氣組件3316、3314進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且分別被發(fā)送至混合器3312、3310。這些混合器產(chǎn)生與- fEF的絕對(duì)值相等的頻率fIF。信號(hào)fKF可以是例如2GHz的相對(duì)高的頻率，而信號(hào)fIF可以是例如IOkHz的相對(duì)較低的頻率。
[0046]將參考頻率fKEF發(fā)送至預(yù)分頻器3324，其中預(yù)分頻器3324將頻率除以整數(shù)值。例如，可以將IOMHz的頻率除以40以獲得250kHz的輸出頻率。在該示例中，以250kHz的速率對(duì)進(jìn)入ADC3322的IOkHz信號(hào)進(jìn)行采樣，由此產(chǎn)生25個(gè)樣本/每周期。將來自ADC3322的信號(hào)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器3400，其中數(shù)據(jù)處理器3400例如可以是位于圖3的ADM電子器件164中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)單兀。
[0047]用于提取距離的方法基于針對(duì)參考通道和測(cè)量通道的ADC信號(hào)的相位的計(jì)算。在Bridges等人的美國(guó)專利N0.7，701，559 (‘559)中詳細(xì)描述了該方法，其內(nèi)容通過引用包含于此。計(jì)算包括使用專利‘559的等式(I)?(8)。另外，在ADM首次開始測(cè)量回射器時(shí)，將合成器所生成的頻率改變?nèi)舾纱?例如，3次)，并且在各情況下計(jì)算可能的ADM距離。通過針對(duì)所選擇的各頻率比較可能的ADM距離，消除了 ADM測(cè)量時(shí)的不確定。專利‘559的等式(I)?⑶連同關(guān)于專利‘559的圖5所述的同步方法和專利‘559所述的Kalman濾波器方法使得ADM能夠測(cè)量移動(dòng)目標(biāo)。在其它實(shí)施例中，可以使用用于獲得絕對(duì)距離測(cè)量的其它方法，例如通過使用脈沖飛行時(shí)間(time-of-flight)而不是相位差來獲得絕對(duì)距離測(cè)量的方法。
[0048]返回光束190的穿過分束器155的部分到達(dá)分束器145，其中分束器145將該光的一部分發(fā)送至擴(kuò)束器140并且將該光的另一部分發(fā)送至位置檢測(cè)器組件150。從激光追蹤器10或EO系統(tǒng)100出射的光可被看作第一光束，并且從回射器90或26反射的光的一部分可被看作第二光束。反射光束的部分被發(fā)送至EO系統(tǒng)100的不同功能元件。例如，可以將第一部分發(fā)送至諸如圖3中的ADM160的測(cè)距儀?？梢詫⒌诙糠职l(fā)送至位置檢測(cè)器組件150。在一些情況下，可以將第三部分發(fā)送至諸如可選干涉儀120的其它功能單元。理解以下很重要:在圖3的示例中，盡管第二光束的第一部分和第二部分在從分束器155和145反射之后分別被發(fā)送至測(cè)距儀和位置檢測(cè)器，但可以使光透過而不是反射到測(cè)距儀或位置檢測(cè)器上。
[0049]在圖6A?6D中示出現(xiàn)有技術(shù)的位置檢測(cè)器組件150A?150D的四個(gè)示例。圖6A示出最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式，其中位置檢測(cè)器組件包括安裝在用于從電子箱350獲得電力并且將信號(hào)返回至電子箱350的電路板152上的位置傳感器151，其可以表示在激光追蹤器10、輔助單元50或外部計(jì)算機(jī)60內(nèi)的任意位置處的電子處理能力。圖6B包括用于阻斷不期望的光波長(zhǎng)到達(dá)位置傳感器151的光學(xué)濾波器154。例如，還可以通過利用適當(dāng)膜涂覆分束器145或位置傳感器151的表面來阻斷不期望的光波長(zhǎng)。圖6C包括用于減小光束的大小的透鏡153。圖6D包括光學(xué)濾波器154和透鏡153這兩者。[0050]圖6E示出了包括光學(xué)調(diào)節(jié)器149E的新型位置檢測(cè)器組件。光學(xué)調(diào)節(jié)器包括透鏡153并且還可以包含可選的波長(zhǎng)濾波器154。另外，光學(xué)調(diào)節(jié)器包括擴(kuò)散器156和空間濾波器157中的至少一個(gè)。如以上所述，普遍類型的回射器為立方隅角回射器。一種類型的立方隅角回射器由三個(gè)鏡構(gòu)成，其中，每個(gè)鏡與其它兩個(gè)鏡以直角結(jié)合。這三個(gè)鏡相結(jié)合的截交線可以具有光不會(huì)被完全反射回至追蹤器的有限厚度。有限厚度的線隨著它們傳播而衍射，使得這些線在到達(dá)位置檢測(cè)器時(shí)可以不出現(xiàn)在位置檢測(cè)器上的完全相同位置處。然而，衍射光模式通常將不滿足完全對(duì)稱。結(jié)果，照射位置檢測(cè)器151的光例如在衍射線附近可能光學(xué)功率(熱點(diǎn))下降或上升。由于來自回射器的光的均一性在各回射器之間可能改變，并且還由于位置檢測(cè)器上的光的分布也可能隨著回射器轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜而改變，因此包括擴(kuò)散器156以提高照射位置檢測(cè)器151的光的平滑度可能是有利的。可能會(huì)爭(zhēng)辯，由于理想位置檢測(cè)器應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于質(zhì)心并且理想擴(kuò)散器應(yīng)當(dāng)對(duì)稱地?cái)U(kuò)散光斑，因此不會(huì)對(duì)位置檢測(cè)器所給出的結(jié)果位置產(chǎn)生影響。然而，實(shí)際上，觀察到擴(kuò)散器改進(jìn)了位置檢測(cè)器組件的性能，這可能是因?yàn)槲恢脵z測(cè)器151和透鏡153的非線性(不完善)的影響。由玻璃制成的立方隅角回射器還可能在位置檢測(cè)器151處產(chǎn)生非均勻的光斑。如根據(jù)共同受讓人的于2012年2月10日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/370，339和于2012年2月29日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/407, 983 (這兩個(gè)申請(qǐng)通過應(yīng)用包含于此)可以更加清楚地理解，位置檢測(cè)器處的光斑的變化相對(duì)于從六DOF目標(biāo)中的立方隅角反射的光特別明顯。在實(shí)施例中，擴(kuò)散器156是全息擴(kuò)散器。全息擴(kuò)散器在指定擴(kuò)散角上提供受控的同質(zhì)光。在其它實(shí)施例中，使用諸如毛玻璃或“乳色玻璃”擴(kuò)散器的其它類型的擴(kuò)散器。
[0051]位置檢測(cè)器組件150E的空間濾波器157的目標(biāo)是阻斷例如可能作為光學(xué)表面的不期望的反射結(jié)果的重影光束照射位置檢測(cè)器151?？臻g濾波器包括具有孔徑的板157。通過將空間濾波器157布置為距透鏡的距離近似等于透鏡的焦距，返回光243E在接近其最窄時(shí)(即光束的腰部處)穿過空間濾波器。例如，作為光學(xué)元件的反射結(jié)果而以不同角傳播的光束偏離孔徑照射空間濾波器并且被阻止達(dá)到位置檢測(cè)器151。在圖6E中示出如下示例:不期望的重影光束244E從分束器145的表面反射并且傳播至空間濾波器157，在空間濾波器157處，該重影光束被阻斷。在不存在空間濾波器的情況下，重影光束244E將與位置檢測(cè)器151相交，由此導(dǎo)致不正確地確定光束243E在位置檢測(cè)器151上的位置。在重影光束位于距光的主要斑點(diǎn)相對(duì)大的距離處的情況下，即使微弱的重影光束也可能極大地改變位置檢測(cè)器151上質(zhì)心的位置。
[0052]這里論述的這種回射器、立方隅角或貓眼反射器具有例如反射沿與入射光線平行的方向入射到回射器的光射線的性質(zhì)。另外，入射光線和反射光線關(guān)于回射器的對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱配置。例如，在露天的立方隅角回射器中，回射器的對(duì)稱點(diǎn)是立方隅角的頂點(diǎn)。在玻璃立方隅角回射器中，對(duì)稱點(diǎn)也是頂點(diǎn)，但這種情況下必須考慮玻璃空氣界面處的光的彎曲。在衍射率為2.0的貓眼回射器中，對(duì)稱點(diǎn)也是球體中心。在由對(duì)稱地位于共同面上的兩個(gè)玻璃半球體制成的貓眼回射器中，對(duì)稱點(diǎn)是存在于該平面上并且處于各半球體的球形中心的點(diǎn)。對(duì)于激光追蹤器通常使用的回射器類型，主點(diǎn)是將回射器返回至追蹤器的光偏向相對(duì)于入射激光束的頂點(diǎn)的另一側(cè)。
[0053]圖3中的回射器90的該行為是利用激光追蹤器來追蹤回射器的基礎(chǔ)。位置傳感器在其表面上具有理想折回點(diǎn)。該理想折回點(diǎn)是發(fā)送至回射器的對(duì)稱點(diǎn)(例如，SMR中的立方隅角回射器的頂點(diǎn))的激光束將返回的點(diǎn)。通常，折回點(diǎn)接近位置傳感器的中心。在將激光束發(fā)送至回射器的一側(cè)的情況下，該激光束在另一側(cè)上反射回來并且呈現(xiàn)為離開位置傳感器上的折回點(diǎn)。通過注意位置傳感器上的返回光束的位置，激光追蹤器10的控制系統(tǒng)可以使馬達(dá)將光束朝向回射器的對(duì)稱點(diǎn)移動(dòng)。
[0054]在回射器以恒定速度相對(duì)于追蹤器橫向移動(dòng)的情況下，回射器處的光束(在解決了瞬態(tài)之后)在距回射器的對(duì)稱點(diǎn)固定偏移距離處照射回射器。激光追蹤器基于從控制測(cè)量所獲得的縮放因數(shù)和從位置傳感器上的光束到理想折回點(diǎn)的距離進(jìn)行校正，以補(bǔ)償回射器處的該偏移距離。
[0055]如以上所述，位置檢測(cè)器進(jìn)行兩個(gè)主要功能，這兩個(gè)功能使得能夠追蹤并校正測(cè)量以補(bǔ)償回射器的移動(dòng)。位置檢測(cè)器內(nèi)的位置傳感器可以是能夠測(cè)量位置的任意類型的裝置。例如，位置傳感器可以是位置感測(cè)檢測(cè)器或感光陣列。位置感測(cè)檢測(cè)器例如可以是橫向效應(yīng)檢測(cè)器或象限檢測(cè)器。感光陣列例如可以是CMOS或CCD陣列。
[0056]在實(shí)施例中，沒有從分束器145反射的返回光穿過擴(kuò)束器140，從而變得較小。在另一實(shí)施例中，顛倒位置檢測(cè)器的位置和測(cè)距儀的位置，以使得分束器145所反射的光傳播至測(cè)距儀并且透過分束器的光傳播至位置檢測(cè)器。
[0057]光繼續(xù)穿過可選IFM，穿過隔離器并且入射到可見光源110。在該階段，光學(xué)功率應(yīng)小到足以使得其不會(huì)使可見光源110不穩(wěn)定。
[0058]在實(shí)施例中，經(jīng)由圖5中的光束發(fā)射器170發(fā)射來自可見光源110的光。光纖發(fā)射器可以附接至光源110的輸出或隔離器115的光纖輸出。
[0059]在實(shí)施例中，圖3的光纖網(wǎng)絡(luò)166可以是圖8的現(xiàn)有技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)420B。這里，圖3的光纖184、186、168、169與圖8B的光纖443、444、424、422相對(duì)應(yīng)。除了圖8B的光纖網(wǎng)絡(luò)具有單個(gè)光纖耦合器而非兩個(gè)光纖耦合器之外，圖SB的光纖網(wǎng)絡(luò)與圖8A的光纖網(wǎng)絡(luò)相同。圖SB相對(duì)于圖8A的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔；然而，圖SB更可能使不期望的光學(xué)背向反射進(jìn)入光纖422和424。
[0060]在實(shí)施例中，圖3的光纖網(wǎng)絡(luò)166是圖8C的光纖網(wǎng)絡(luò)420C。這里，圖3的光纖184、186、168、169與圖8C的光纖447、455、423、424相對(duì)應(yīng)。光纖網(wǎng)絡(luò)420C包括第一光纖率禹合器445和第二光纖稱合器451。第一光纖稱合器445是具有兩個(gè)輸入端口和兩個(gè)輸出端口的2X2耦合器。這種耦合器通常通過鄰近地配置兩個(gè)光纖纖芯然后在被加熱時(shí)拉制這些光纖制成。這樣,光纖之間的倏逝波稱合(evanescent coupling)可以將光的期望部分分離到相鄰光纖。第二光纖耦合器451是所謂的環(huán)行器類型。第二光纖耦合器451包括三個(gè)端口，每個(gè)端口具有僅在指定方向上發(fā)送或接收光的能力。例如，光纖448上的光入射到端口 453并且如由箭頭所示朝向端口 454傳播。在端口 454處，光可以被傳輸至光纖455。同樣，在端口 455上傳播的光可以入射到端口 454并且沿箭頭方向傳播至端口 456，其中在端口 456處,一些光可以被傳輸至光纖424。在僅需要三個(gè)端口的情況下,環(huán)行器451可能經(jīng)受比2X2耦合器小的光學(xué)功率損耗。另一方面，環(huán)行器451可能比2X2耦合器更貴，并且可能經(jīng)歷在一些情形下可能成為問題的偏振模式分散。
[0061]圖9和10分別示出Bridges等人的美國(guó)公開專利申請(qǐng)N0.2010/0128259的圖2和3中所述的現(xiàn)有技術(shù)的激光追蹤器2100的分解圖和截面圖，其中通過引用包含該申請(qǐng)。方位組件2110包括柱狀殼體2112、方位編碼器組件2120、下方位軸承2114A和上方位軸承2114B、方位馬達(dá)組件2125、方位滑環(huán)組件2130和方位電路板2135。
[0062]方位編碼器組件2120的目標(biāo)是準(zhǔn)確地測(cè)量軛2142相對(duì)于柱狀殼體2112的轉(zhuǎn)動(dòng)角。方位編碼器組件2120包括編碼器盤2121和讀取頭組件2122。編碼器盤2121附接至軛殼體2142的軸，并且讀取頭組件2122附接至支柱組件2110。讀取頭組件2122包括其上緊固有一個(gè)或多個(gè)讀取頭的電路板。發(fā)送自讀取頭的激光從編碼器盤2121上的細(xì)光柵線反射出來。對(duì)編碼器讀取頭上的檢測(cè)器拾取到的反射光進(jìn)行處理以求出編碼器盤相對(duì)于固定讀取頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角。
[0063]方位馬達(dá)組件2125包括方位馬達(dá)轉(zhuǎn)子2126和方位馬達(dá)定子2127。方位馬達(dá)轉(zhuǎn)子包括直接附接至軛殼體2142的軸的永磁體。方位馬達(dá)定子2127包括產(chǎn)生規(guī)定的磁場(chǎng)的場(chǎng)繞組。該磁場(chǎng)與方位馬達(dá)定子2126的磁體相互作用以產(chǎn)生期望的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。方位馬達(dá)定子2127附接至柱狀架2112。
[0064]方位電路板2135表示用于提供諸如編碼器和馬達(dá)的方位組件所需的電氣功能的一個(gè)或多個(gè)電路板。方位滑環(huán)組件2130包括外部部件2131和內(nèi)部部件2132。在實(shí)施例中，線束2138從輔助單元處理器50露出。線束2138可以將電力傳遞至追蹤器或者將信號(hào)傳輸至追蹤器或從追蹤器傳輸信號(hào)。線束2138中的一些布線可以指向電路板上的連接器。在圖10所示的示例中，將線布到方位電路板2135、編碼器讀取頭組件2122和方位馬達(dá)組件2125。其它線布到達(dá)滑環(huán)組件2130的內(nèi)部部件2132。內(nèi)部部件2132附接至柱狀組件2110并且因而保持靜止。外部部件2131附接至軛組件2140并且因而相對(duì)于內(nèi)部部件2132轉(zhuǎn)動(dòng)?；h(huán)組件2130被設(shè)計(jì)成隨著外部部件2131相對(duì)于內(nèi)部部件2132轉(zhuǎn)動(dòng)而允許低阻抗電氣接觸。
[0065]天頂部件2140包括軛殼體2142、天頂編碼器組件2150、左天頂軸承2144A和右天頂軸承2144B、天頂馬達(dá)組件2155、天頂滑環(huán)組件2160和天頂電路板2165。
[0066]天頂編碼器組件2150的目標(biāo)是準(zhǔn)確地測(cè)量有效載荷框架2172相對(duì)于軛殼體2142的轉(zhuǎn)動(dòng)角。天頂編碼器組件2150包括天頂編碼器盤2151和天頂讀取頭組件2152。編碼器盤2151附接至有效載荷殼體2142并且讀取頭組件2152附接至軛殼體2142。天頂讀取頭組件2152包括其上緊固有一個(gè)或多個(gè)讀取頭的電路板。發(fā)送自讀取頭的激光從編碼器盤2151上的細(xì)光柵線反射出來。對(duì)編碼器讀取頭上的檢測(cè)器所拾取的反射光進(jìn)行處理，以求出編碼器盤相對(duì)于固定讀取頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角。
[0067]天頂馬達(dá)組件2155包括方位馬達(dá)轉(zhuǎn)子2156和方位馬達(dá)定子2157。天頂馬達(dá)轉(zhuǎn)子2156包括直接附接至有效載荷框架2172的軸的永磁體。天頂馬達(dá)定子2157包括用于生成規(guī)定的磁場(chǎng)的場(chǎng)繞組。該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁體相互作用以產(chǎn)生期望的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。天頂馬達(dá)定子2157附接至軛框架2142。
[0068]天頂電路板2165表示用于提供諸如編碼器和馬達(dá)的天頂部件所需的電氣功能的一個(gè)或多個(gè)電路板。天頂滑環(huán)組件2160包括外部部件2161和內(nèi)部部件2162。線束2168從方位外部滑環(huán)2131露出并且可以輸送電力或信號(hào)。線束2168中的一些布線可以指向電路板上的連接器。在圖10所示的例子中，將線布到天頂電路板2165、天頂馬達(dá)組件2150和編碼器讀取頭組件2152。將其它線布到滑環(huán)組件2160的內(nèi)部部件2162。內(nèi)部部件2162附接至軛框架2142并且因而僅以方位角而不以天頂角轉(zhuǎn)動(dòng)。外部部件2161附接至有效載荷框架2172并且因而以天頂角和方位角這兩者轉(zhuǎn)動(dòng)?；h(huán)組件2160被設(shè)計(jì)成隨著外部部件2161相對(duì)于內(nèi)部部件2162轉(zhuǎn)動(dòng)而允許低阻抗電氣接觸。有效載荷組件2170包括主光學(xué)組件2180和副光學(xué)組件2190。
[0069]圖11是示出維度測(cè)量電子處理系統(tǒng)1500的框圖，其中，維度測(cè)量電子處理系統(tǒng)1500包括激光追蹤器電子處理系統(tǒng)1510、外圍元件1582、1584、1586的處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)1590和這里表示為云的其它網(wǎng)絡(luò)部件1600。示例性的激光追蹤器電子處理系統(tǒng)1510包括主處理器1520、有效載荷功能電子器件1530、方位編碼器電子器件1540、天頂編碼器電子器件1550、顯示器和用戶界面(UI)電子器件1560、可移除存儲(chǔ)硬件1565、射頻識(shí)別(RFID)電子器件和天線1572。有效載荷功能電子器件1530包括多個(gè)子功能，包含六DOF電子器件1531、攝像頭電子器件1532、ADM電子器件1533、位置檢測(cè)器(PSD)電子器件1534和電平電子器件1535。大多數(shù)子功能具有例如可以是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的至少一個(gè)處理器單元。電子單元1530、1540和1550由于它們?cè)诩す庾粉櫰鲀?nèi)的位置而單獨(dú)示出。在實(shí)施例中，有效載荷功能1530位于圖9、10的有效載荷2170內(nèi)，而方位編碼器電子器件1540位于方位組件2110內(nèi)并且天頂編碼器電子器件1550位于天頂組件2140內(nèi)。
[0070]可以具有多種外圍裝置，但這里示出三個(gè)這種裝置:溫度傳感器1582、六DOF探測(cè)器1584和例如可以是智能電話的個(gè)人數(shù)字助理1586。激光追蹤器可以通過各種方式與外圍裝置通信，包括:通過諸如攝像頭的視覺系統(tǒng)和通過激光追蹤器向諸如六DOF探測(cè)器1584的協(xié)作目標(biāo)的距離讀取和角讀取來經(jīng)由天線1572進(jìn)行無線通信。外圍裝置可以包含處理器。六DOF輔助設(shè)備可以包括六DOF探測(cè)系統(tǒng)、六DOF掃描儀、六DOF投射器、六DOF傳感器和六DOF指示器。這些六DOF裝置內(nèi)的處理器可以結(jié)合激光追蹤器內(nèi)的處理裝置以及外部計(jì)算機(jī)和云處理資源來使用。通常，在使用術(shù)語激光追蹤器處理器或測(cè)量裝置處理器時(shí)，這意味著包括可能的外部計(jì)算機(jī)和云支持。
[0071]在實(shí)施例中，單獨(dú)的通信總線從主處理器1520到達(dá)各電子單元1530、1540、1550、1560、1565和1570。每個(gè)通信線例如可以具有三個(gè)串行線，這三個(gè)串行線包括數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線和幀線。幀線表示電子單元是否應(yīng)關(guān)注時(shí)鐘線。在幀線表示應(yīng)注意的情況下，電子單元在各時(shí)鐘信號(hào)讀取數(shù)據(jù)線的當(dāng)前值。時(shí)鐘信號(hào)例如可能對(duì)應(yīng)于時(shí)鐘脈沖的上升沿。在實(shí)施例中，以包的形式經(jīng)由數(shù)據(jù)線來傳輸信息。在實(shí)施例中，每個(gè)包包括地址、數(shù)字值、數(shù)據(jù)消息和校驗(yàn)和。該地址表示數(shù)字消息要指向電子單元內(nèi)的何處。該位置例如可以與電子單元內(nèi)的處理器子例程相對(duì)應(yīng)。數(shù)字值表示數(shù)據(jù)消息的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)消息包含電子單元要執(zhí)行的數(shù)據(jù)或指令。校驗(yàn)和是用于使經(jīng)由通信線傳輸誤差的機(jī)會(huì)最小的數(shù)字值。
[0072]在實(shí)施例中，主處理器1520將信息包經(jīng)由總線1610發(fā)送至有效載荷功能電子器件1530，經(jīng)由總線1611發(fā)送至方位編碼器電子器件1540，經(jīng)由總線1612發(fā)送至天頂編碼器電子器件1550，經(jīng)由總線1613發(fā)送至顯示器和UI電子器件1560，經(jīng)由總線1614發(fā)送至可移除存儲(chǔ)硬件1565，并且經(jīng)由總線1616發(fā)送至RFID和無線電子器件1570。
[0073]在實(shí)施例中，主處理器1520還將同步脈沖經(jīng)由同步總線1630同時(shí)發(fā)送至各電子單元。同步脈沖提供使激光追蹤器的測(cè)量功能所收集到的值同步的方式。例如，方位編碼器電子器件1540和天頂電子器件1550 —旦接收到同步脈沖，就鎖存它們的編碼器值。類似地，有效載荷功能電子器件1530鎖存由有效載荷內(nèi)包含的電子器件所收集的數(shù)據(jù)。在給出同步脈沖時(shí)，六D0F、ADM和位置檢測(cè)器全部鎖存數(shù)據(jù)。在多數(shù)情況下，攝像頭和傾斜儀以比同步脈沖速率慢的速率收集數(shù)據(jù)但可以以同步脈沖周期的多倍鎖存數(shù)據(jù)。
[0074]方位編碼器電子器件1540和天頂編碼器電子器件1550彼此分開并且經(jīng)由圖9、10所示的滑環(huán)2130、2160與有效載荷電子器件1530分開。這就是將總線1610、1611和1612描述為圖11中的單獨(dú)總線的原因。
[0075]激光追蹤器電子處理系統(tǒng)1510可以與外部計(jì)算機(jī)1590進(jìn)行通信，或者可以提供激光追蹤器內(nèi)的計(jì)算、顯示和Π功能。激光追蹤器經(jīng)由例如可以是以太網(wǎng)線或無線連接的通信鏈路1606與計(jì)算機(jī)1590進(jìn)行通信。激光追蹤器還可以經(jīng)由可以包括諸如以太網(wǎng)線纜的一個(gè)或多個(gè)電纜以及一個(gè)或多個(gè)無線連接的通信鏈路1602來與以云為代表的其它元件1600進(jìn)行通信。元件1600的示例是可以利用激光追蹤器來重新定位的例如關(guān)節(jié)臂CMM的其它三維測(cè)試儀器。計(jì)算機(jī)1590和元件1600之間的通信鏈路1604可以是有線(例如，以太網(wǎng))或無線的。坐在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1590處的操作員可以經(jīng)由以太網(wǎng)或無線線路連接至以云1600為代表的因特網(wǎng)，而云1600經(jīng)由以太網(wǎng)或無線線路連接至主處理器1520。這樣，用戶可以對(duì)遠(yuǎn)程激光追蹤器的動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0076]如今激光追蹤器針對(duì)ADM使用一個(gè)可見波長(zhǎng)(通常為紅色)和一個(gè)紅外波長(zhǎng)。紅色波長(zhǎng)可以由適合用在干涉儀中并且還用來提供紅色指示光束的頻率穩(wěn)定的氦氖(HeNe)激光是來提供。可選地，紅色波長(zhǎng)可以由僅用作指示光束的二極管激光來提供。使用兩個(gè)光源的缺點(diǎn)在于額外光源、分束器、隔離器和其它部件所需的額外空間和附加成本。使用兩個(gè)光源的另一缺點(diǎn)是難以使這兩個(gè)光束沿著光束傳播的整個(gè)路徑完全對(duì)準(zhǔn)。這可能會(huì)導(dǎo)致各種問題，包括無法從以不同波長(zhǎng)工作的不同子系統(tǒng)同時(shí)獲得良好性能。在圖12A的光電系統(tǒng)500中示出使用單個(gè)光源并由此消除這些缺點(diǎn)的系統(tǒng)。
[0077]圖12A包括可見光源110、隔離器115、光纖網(wǎng)絡(luò)420、ADM電子器件530、光纖發(fā)射器170、分束器145和位置檢測(cè)器150?？梢姽庠?10例如可以是紅色或綠色二極管激光或垂直腔面發(fā)射激光(VCSEL)。隔離器可以是Faraday隔離器、衰減器或能夠充分減少反饋至光源的光量的任何其它裝置。來自隔離器115的光傳播至光纖網(wǎng)絡(luò)420，在實(shí)施例中，光纖網(wǎng)絡(luò)420為圖8A的光纖網(wǎng)絡(luò)420A。
[0078]圖12B示出光電系統(tǒng)400的實(shí)施例，其中，在光電系統(tǒng)400中，使用單波長(zhǎng)的光但通過光的電光調(diào)制而不是光源的直接調(diào)制來實(shí)現(xiàn)調(diào)制。光電系統(tǒng)400包括可見光源110、隔離器115、電光調(diào)制器410、ADM電子器件475、光纖網(wǎng)絡(luò)420、光纖發(fā)射器170、分束器145和位置檢測(cè)器150?？梢姽庠?10例如可以是紅色或綠色激光二極管。經(jīng)由例如可以是Faraday隔離器或衰減器的隔離器115來發(fā)送激光?？梢栽诟綦x器115的輸入端口和輸出端口進(jìn)行光纖耦合。隔離器115將光發(fā)送至電光調(diào)制器410，其中，電光調(diào)制器410將光調(diào)制為選擇頻率，選擇頻率可以根據(jù)需要高達(dá)IOGHz或更高。來自ADM電子器件475的電信號(hào)476驅(qū)動(dòng)電光調(diào)制器410內(nèi)的調(diào)制。來自電光調(diào)制器410的調(diào)制光傳播至光纖網(wǎng)絡(luò)420，其可以是以上所述的光纖網(wǎng)絡(luò)420A、420B、420C或420D。光的一些部分經(jīng)由光纖422傳播至ADM電子器件475內(nèi)的參考通道。光的另一部分傳播到追蹤器外、從回射器90反射、返回至追蹤器并且到達(dá)分束器145。少量的光從分束器反射并且傳播至以上參考圖6A?6F所述的位置檢測(cè)器150。光的一部分穿過分束器145入射到光纖發(fā)射器170、經(jīng)由光纖網(wǎng)絡(luò)420入射到光纖424，并且入射到ADM電子器件475的測(cè)量通道。通常，為了比圖12B的系統(tǒng)400省錢，可以制造圖12A的系統(tǒng)500 ;然而，電光調(diào)制器410能夠?qū)崿F(xiàn)更高的調(diào)制頻率，這在一些情形下是有利的。
[0079]圖13示出定位攝像頭系統(tǒng)950和光電系統(tǒng)900的實(shí)施例，其中，方位攝像頭910與3D激光追蹤器的光電功能相結(jié)合來測(cè)量六自由度。光電系統(tǒng)900包括可見光源905、隔離器910、可選光電調(diào)制器410、ADM電子器件715、光纖網(wǎng)絡(luò)420、光纖發(fā)射器170、分束器145、位置檢測(cè)器150、分束器922和方位攝像頭910。來自可見光源的光在光纖980中發(fā)出并且經(jīng)由輸入端口和輸出端口可以I禹合有光纖的隔離器910傳播。光可以經(jīng)由利用來自ADM電子器件715的電信號(hào)716調(diào)制的電光調(diào)制器410傳播?？蛇x地，ADM電子器件715可以經(jīng)由線纜717發(fā)送電信號(hào)以對(duì)可見光源905進(jìn)行調(diào)制。入射到光纖網(wǎng)絡(luò)的光的一部分經(jīng)由光纖長(zhǎng)度均衡器423和光纖422傳播以入射到ADM電子器件715的參考通道?？梢钥蛇x地將電信號(hào)469應(yīng)用于光纖網(wǎng)絡(luò)420以將開關(guān)信號(hào)提供至光纖網(wǎng)絡(luò)420內(nèi)的光纖開關(guān)。光的一部分從光纖網(wǎng)絡(luò)傳播至光纖發(fā)射器170，其中該光纖發(fā)射器170將光纖上的光作為光束982發(fā)送到自由空間內(nèi)。少量的光從分束器145反射并且丟失。光的一部分穿過分束器145、穿過分束器922，并且傳播到追蹤器外而到達(dá)六自由度(DOF)裝置4000。六DOF裝置4000可以是探測(cè)器、掃描儀、投射器、傳感器或其它裝置。
[0080]在其返回路徑上，來自六DOF裝置4000的光入射到光電系統(tǒng)900并且到達(dá)分束器922。光的一部分從分束器922反射并且入射到方位攝像頭910。方位攝像頭910記錄放置在回射器目標(biāo)上的一些標(biāo)記的位置。根據(jù)這些標(biāo)記，求出六DOF探測(cè)器的方位角(B卩，三自由度)。以下說明本申請(qǐng)及專利‘758中的方位攝像頭的原理。分束器145處的光的一部分經(jīng)由分束器傳播并且通過光纖發(fā)射器170發(fā)射到光纖上。光傳播至光纖網(wǎng)絡(luò)420。該光的一部分傳播至光纖424，其中該光從光纖424入射到ADM電子器件715的測(cè)量通道。
[0081]定位攝像頭系統(tǒng)950包括攝像頭960和一個(gè)或多個(gè)光源970。在圖1中也示出該定位攝像頭系統(tǒng)，其中攝像頭為元件52并且光源是元件54。攝像頭包括透鏡系統(tǒng)962、感光陣列964和主體966。定位攝像頭系統(tǒng)950的一個(gè)用途是在工作體積中定位回射器目標(biāo)。這通過使光源970閃光來進(jìn)行，其中攝像頭將光源970拍攝作為感光陣列964上的亮點(diǎn)。定位攝像頭系統(tǒng)950的第二個(gè)用途是基于反射器光點(diǎn)或LED在六DOF裝置4000上的觀察位置來建立六DOF裝置4000的粗略方位。在激光追蹤器上可存在兩個(gè)或更多個(gè)定位攝像頭的情況下，可以使用三角測(cè)量原理來計(jì)算至工作體積中的每個(gè)回射器目標(biāo)的方向。在單個(gè)定位攝像頭被定位成拍攝沿著激光追蹤器的光軸反射的光的情況下，可以找到至每個(gè)回射器目標(biāo)的方向。在單個(gè)攝像頭被定位為偏離激光追蹤器的光軸的情況下，可以根據(jù)感光陣列上的圖像立即獲得至回射器目標(biāo)的近似方向。在這種情況下，可以通過使激光的機(jī)械軸朝向不止一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)并且觀察感光陣列上的光點(diǎn)位置的變化來求出至目標(biāo)的更精確方向。
[0082]圖14A和14B示出了具有增強(qiáng)的設(shè)計(jì)部件的示例性激光追蹤器的前視圖和立體圖，其中，增強(qiáng)的設(shè)計(jì)部件包括:窄視場(chǎng)(FOV)指示燈4116、寬FOV照明側(cè)面板4140、不對(duì)稱部件4112、4114、觸摸感應(yīng)按鈕4130以及伸縮柄4150。圖14C示出伸縮柄4150處于拉開位置的示例性激光追蹤器的透視圖。在圖14A至圖14C中還示出指槽4168、柱4152、側(cè)把手4164A、4164B、具有側(cè)把手凹口的側(cè)把手4166以及凹陷的把手4160。圖14A至圖14C中示出的可伸縮柄的優(yōu)點(diǎn)在于:追蹤器4100、4190可以被設(shè)計(jì)成具有非常硬(厚)的天頂滑架14，從而還使得能夠使用柄并允許將追蹤器的尺寸最小化以用于裝載在運(yùn)輸集裝箱中。在實(shí)施例中，柱4152提供使可伸縮柄4150保持在其當(dāng)前位置的摩擦約束，當(dāng)前位置為拉開位置或縮回位置。指槽4168被配置成允許用戶將手指插入可伸縮柄兩側(cè)中的任一側(cè)，從而使得更容易施加力以上下移動(dòng)可伸縮柄?？缮炜s柄可以結(jié)合凹陷把手4160方便地使用，以使得用戶在移動(dòng)或定位追蹤器時(shí)能夠使用兩只手。在實(shí)施例中，可伸縮柄硬到足以使得追蹤器能夠側(cè)放，以例如存儲(chǔ)到儀器箱或者從儀器箱中移除。側(cè)把手允許用戶將手放在追蹤器的相對(duì)側(cè)上。當(dāng)從一個(gè)用戶向另一用戶轉(zhuǎn)變追蹤器位置時(shí)，側(cè)把手特別方便。側(cè)把手可以由彈性材料制成以提供改進(jìn)的抓握。側(cè)把手可以包括側(cè)把手凹口以進(jìn)一步改進(jìn)抓握。例如，第一用戶可以使用可伸縮柄支撐追蹤器，而第二用戶通過側(cè)把手抓握追蹤器。出于本申請(qǐng)的目的，術(shù)語“頂”指追蹤器具有可伸縮柄4150的一側(cè)，術(shù)語“底”指追蹤器具有凹陷把手4160的一側(cè)。盡管追蹤器可以側(cè)邊或者甚至顛倒過來使用，但這些術(shù)語頂和底指追蹤器最常使用的方位。
[0083]如從前視圖可以看出，窄視場(chǎng)指示燈4116從左到右標(biāo)識(shí)為燈I至燈6。在實(shí)施例中，兩個(gè)最里面的燈(編號(hào)為3和4的燈)是紅色的和綠色的。在測(cè)量進(jìn)行中時(shí)，紅燈亮。當(dāng)來自激光追蹤器的光束鎖定到目標(biāo)上時(shí)，綠燈發(fā)出穩(wěn)定的輝光。當(dāng)追蹤器未鎖定到目標(biāo)但是位置檢測(cè)器正在檢測(cè)光束時(shí)，綠燈亮且閃爍。在實(shí)施例中，靠近最里面的兩個(gè)燈的燈(編號(hào)為2和5的燈)是黃色的，并且最外面的燈(編號(hào)為I和6的燈)是藍(lán)色的。黃燈和藍(lán)燈可以用于多種目的，例如，向操作員提供信號(hào)。用戶可以通過軟件開發(fā)工具包(SDK)獲得這些燈的功能。
[0084]窄視場(chǎng)燈使得操作員能夠在距離追蹤器遠(yuǎn)距離(例如80米)處看見LED。因?yàn)檫@種大范圍和窄視場(chǎng)，站在激光追蹤器側(cè)的觀察者可能會(huì)看不到指示燈。為了克服這個(gè)問題，在照明側(cè)面板4140中的漫散射側(cè)面板的下面設(shè)置附加的紅色和綠色指示燈。例如，可以放置紅燈和綠燈以允許從任一側(cè)觀察，甚至以較低水平從激光追蹤器的前面或后面觀察。
[0085]激光追蹤器的兩種操作模式是前視模式和后視模式。前視模式是正常操作模式。后視模式是通過以前視模式開始然后執(zhí)行下面步驟所獲得的模式:(1)將方位角旋轉(zhuǎn)180度，以及(2)旋轉(zhuǎn)天頂角以顛倒其符號(hào)(向上的垂直方向?qū)?yīng)于零度)，從而將激光束向后指向?yàn)閹缀踉挤较颉Ｔ谑褂眉す庾粉櫰鳒y(cè)量時(shí)，經(jīng)常希望能夠從遠(yuǎn)處快速分辨激光追蹤器是處于前視模式還是后視模式。不對(duì)稱裝置4112和3914在后視模式會(huì)被翻轉(zhuǎn)倒置，并且?guī)椭僮鲉T分辨激光追蹤器處于哪種模式。另外，在后視模式下，指示燈會(huì)翻轉(zhuǎn)到激光追蹤器輸出孔的下面，從而為操作員提供激光追蹤器處于前視模式還是后視模式下的清晰指示。
[0086]在激光追蹤器上頻繁執(zhí)行一些操作。例如，頻繁執(zhí)行的操作是將激光追蹤器發(fā)送到起始位置。這通過使激光束到達(dá)SMR (通常放置在三個(gè)磁槽4120之一上的SMR)來完成。因?yàn)閺倪@些“起始位置”到激光追蹤器的萬向點(diǎn)22的距離是已知的，所以執(zhí)行起始操作提供了對(duì)激光追蹤器中的ADM或IFM上的距離參考進(jìn)行重置的方便方法。在一些情況下,操作員可能想要快速執(zhí)行起始操作而不返回到電腦執(zhí)行起始命令。觸摸感應(yīng)按鈕4130提供了進(jìn)行該操作的簡(jiǎn)易方法。在實(shí)施例中，當(dāng)操作員觸摸按鈕4130中的一個(gè)按鈕時(shí)，激光追蹤器直接將激光束發(fā)送至該按鈕上方的SMR。三個(gè)磁槽4120可以對(duì)應(yīng)于不同大小的SMR，例如，直徑為1.5英寸、7/8英寸以及1/2英寸的SMR。因此，磁槽下方的按鈕還提供在這些SMR中切換的能力。例如，操作員可以通過將1/2英寸SMR放置在合適的磁槽并且按壓該磁槽下方的觸摸感應(yīng)傳感器容易地從1.5英寸SMR切換到1/2英寸SMR。觸摸傳感器可以基于電容傳感器的使用，現(xiàn)今電容傳感器可低成本得到。可以使觸摸感應(yīng)按鈕在進(jìn)行實(shí)際物理接觸之前響應(yīng)靠近按鈕的運(yùn)動(dòng)。換言之，可以使用接近傳感器。除了在此給出的觸摸傳感器的使用示例之外，還可以使用觸摸傳感器以向激光追蹤器發(fā)布各種各樣的命令。
[0087]盡管已經(jīng)參考示例實(shí)施例說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在沒有背離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種變化并且可以利用等同物來替換元件。另外，可以在沒有背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍的情況下進(jìn)行多種變形以使特定情形或材料適合本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，期望本發(fā)明不限于作為用于執(zhí)行本發(fā)明考慮的最佳模式所公開的特定實(shí)施例，但本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。此外，術(shù)語第一、第二等的使用并不表示任何順序或重要度，而是使用術(shù)語第一、第二等來將各元件區(qū)分開。此外，術(shù)語“一”、“一個(gè)”等的使用并不表示量的限制，而是表示存在至少一個(gè)所引用的項(xiàng)。
【權(quán)利要求】
1.一種坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)(26)發(fā)送第一光束(46)，所述目標(biāo)點(diǎn)返回所述第一光束的一部分作為第二光束(47)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)、底側(cè)和重量，所述測(cè)量裝置包括: 第一馬達(dá)(2125)和第二馬達(dá)(2155)，所述第一馬達(dá)(2125)和所述第二馬達(dá)(2155) —起將所述第一光束指向第一方向，所述第一方向由圍繞第一軸(20 )的第一旋轉(zhuǎn)角和圍繞第二軸(18)的第二旋轉(zhuǎn)角確定，所述第一旋轉(zhuǎn)角由所述第一馬達(dá)產(chǎn)生，并且所述第二旋轉(zhuǎn)角由所述第二馬達(dá)產(chǎn)生； 用于測(cè)量所述第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置(2120)以及用于測(cè)量所述第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置(2150)； 測(cè)距儀(160，120)，用于至少部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器(3306)所接收的所述第二光束的第一部分，來測(cè)量從所述坐標(biāo)測(cè)量裝置到所述目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；
處理器(1520，1530，1531，1532，1533，1534，1535，1540，1550，1560，1565，1570，1590)，用于提供所述目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，所述三維坐標(biāo)至少部分地基于所述第一距離、所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角；以及 位于所述頂側(cè)的可伸縮柄(4150 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其中，所述可伸縮柄被配置成在用戶沒有對(duì)其施加力的情況下保持在當(dāng)前位置，所述當(dāng)前位置為拉開位置或縮回位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括第一指槽(4168)和第二指槽(4168)，所述第一指槽和所述第二指槽與所述可伸縮柄鄰近，所述第一指槽在所述可伸縮柄的第一側(cè)上，以及所述第二指槽在所述可伸縮柄的與所述第一側(cè)相對(duì)的一側(cè)上，所述第一指槽和所述第二指槽被配置 成用于通過用戶的手指抓握所述可伸縮柄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括底側(cè)上的凹陷把手(4160)，所述凹陷把手是大到足以允許手指插入的凹口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其中，所述可伸縮柄被配置成當(dāng)所述可伸縮柄降低到大致與所述凹陷把手相同的水平時(shí)支撐所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的重量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括側(cè)把手對(duì)，所述側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手(4164A)和第二側(cè)把手(4164B)，所述第一側(cè)把手與所述第二側(cè)把手相對(duì)地位于所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的側(cè)面上，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手位于所述頂側(cè)與所述底側(cè)中間的位置處，所述側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括側(cè)把手對(duì)，所述側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手和第二側(cè)把手，所述第一側(cè)把手與所述第二側(cè)把手相對(duì)地位于所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的側(cè)面上，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手位于所述頂側(cè)與所述底側(cè)中間的位置處，所述側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
8.一種坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)(26)發(fā)送第一光束(46)，所述目標(biāo)點(diǎn)返回所述第一光束的一部分作為第二光束(47)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)和底側(cè)，所述測(cè)量裝置包括: 第一馬達(dá)(2125)和第二馬達(dá)(2155)，所述第一馬達(dá)(2125)和所述第二馬達(dá)(2155) —起將所述第一光束指向第一方向，所述第一方向由圍繞第一軸(20 )的第一旋轉(zhuǎn)角和圍繞第二軸(18)的第二旋轉(zhuǎn)角確定，所述第一旋轉(zhuǎn)角由所述第一馬達(dá)產(chǎn)生，并且所述第二旋轉(zhuǎn)角由所述第二馬達(dá)產(chǎn)生； 用于測(cè)量所述第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置(2125)以及用于測(cè)量所述第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置(2125)； 測(cè)距儀(160，120)，用于至少部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器(3306)所接收的所述第二光束的第一部分，來測(cè)量從所述坐標(biāo)測(cè)量裝置到所述目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；
處理器(1520，1530，1531，1532，1533，1534，1535，1540，1550，1560，1565，1570，1590)，用于提供所述目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，所述三維坐標(biāo)至少部分地基于所述第一距離、所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角；以及 所述底側(cè)上的凹陷把手(4160)，所述凹陷把手是大到足以允許手指插入的凹口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括位于所述頂側(cè)的可伸縮柄(4150)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括側(cè)把手對(duì)，所述側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手(4164A)和第二側(cè)把手(4164B)，所述第一側(cè)把手與所述第二側(cè)把手相對(duì)地位于所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的側(cè)面上，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手位于所述頂側(cè)與所述底側(cè)中間的位置處，所述側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括側(cè)把手對(duì)，所述側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手和第二側(cè)把手，所述第一側(cè)把手與所述第二側(cè)把手相對(duì)地位于所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的側(cè)面上，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手位于所述頂側(cè)與所述底側(cè)中間的位置處，所述側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
12.—種坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置(10)向遠(yuǎn)處的目標(biāo)點(diǎn)(26)發(fā)送第一光束(46)，所述目標(biāo)點(diǎn)返回所述 第一光束的一部分作為第二光束(47)，所述坐標(biāo)測(cè)量裝置具有頂側(cè)和底側(cè)，所述測(cè)量裝置包括: 第一馬達(dá)(2125)和第二馬達(dá)(2155)，所述第一馬達(dá)(2125)和所述第二馬達(dá)(2155) —起將所述第一光束指向第一方向，所述第一方向由圍繞第一軸(20 )的第一旋轉(zhuǎn)角和圍繞第二軸(18)的第二旋轉(zhuǎn)角確定，所述第一旋轉(zhuǎn)角由所述第一馬達(dá)產(chǎn)生，并且所述第二旋轉(zhuǎn)角由所述第二馬達(dá)產(chǎn)生； 用于測(cè)量所述第一旋轉(zhuǎn)角的第一角度測(cè)量裝置(2120)以及用于測(cè)量所述第二旋轉(zhuǎn)角的第二角度測(cè)量裝置(2150)； 測(cè)距儀(160，120)，用于至少部分地基于由第一光學(xué)檢測(cè)器(3306)所接收的所述第二光束的第一部分，來測(cè)量從所述坐標(biāo)測(cè)量裝置到所述目標(biāo)點(diǎn)的第一距離；
處理器(1520，1530，1531，1532，1533，1534，1535，1540，1550，1560，1565，1570，1590)，用于提供所述目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，所述三維坐標(biāo)至少部分地基于所述第一距離、所述第一旋轉(zhuǎn)角以及所述第二旋轉(zhuǎn)角；以及 側(cè)把手對(duì)，所述側(cè)把手對(duì)包括第一側(cè)把手(4164A)和第二側(cè)把手(4164B)，所述第一側(cè)把手與所述第二側(cè)把手相對(duì)地位于所述坐標(biāo)測(cè)量裝置的側(cè)面上，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手位于所述頂側(cè)與所述底側(cè)中間的位置處，所述側(cè)把手對(duì)被配置成由雙手抓握。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其中，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手包括側(cè)把手凹口(4166)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，其中，所述第一側(cè)把手和所述第二側(cè)把手由彈性材料制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括位于所述頂側(cè)的可伸縮柄。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括所述底側(cè)上的凹陷把手(4160)，所述凹陷把手是大到足以允許手指插入的凹口。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)測(cè)量裝置，還包括所述底側(cè)上的凹陷把手，所述凹陷把手是大到足以允許手指插入的 凹口。
【文檔編號(hào)】G01S7/481GK103477188SQ201280018390
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】杰里米·M·加里, 喬納森·羅伯特·戴, 肯尼斯·斯特菲, 詹姆士·K·韋斯特 申請(qǐng)人:法羅技術(shù)股份有限公司