具有用于測量射束的暖空氣流屏蔽件的激光跟蹤儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種坐標(biāo)測量機(jī)，特別是激光跟蹤儀，用于確定實(shí)施為后向反射器或至少具有后向反射器的目標(biāo)的位置，特別是用于連續(xù)跟蹤所述目標(biāo)，所述坐標(biāo)測量機(jī)至少包括:限定豎直軸線的基部；射束導(dǎo)向單元，所述射束導(dǎo)向單元用于從測量輻射出射光圈發(fā)射測量輻射并且用于接收在所述目標(biāo)處反射的至少一些測量輻射，其中:所述射束導(dǎo)向單元能相對于所述基部圍繞所述豎直軸線和傾斜軸線回旋，更特別地能以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的方式回旋；并且測量軸線由所述測量輻射的發(fā)射方向限定；距離測量單元，所述距離測量單元用于借助所述測量輻射精確地測量距所述目標(biāo)的距離；角度測量裝置，所述角度測量裝置用于確定所述射束導(dǎo)向單元相對于所述基部的對準(zhǔn)；以及目標(biāo)獲取單元所述目標(biāo)獲取單元用于確定由所述后向反射器反射的輻射在所述目標(biāo)獲取單元的傳感器上的碰撞點(diǎn)并且用于產(chǎn)生輸出信號，所述輸出信號用于控制精細(xì)瞄準(zhǔn)裝置，特別是目標(biāo)跟蹤裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多種用于測量目標(biāo)點(diǎn)的方法和儀器自古以來就是已知的。在此，從測量儀器到目標(biāo)點(diǎn)的距離和角度被記錄為空間標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且特別地，除了可能存在的參考點(diǎn)，還獲取測量儀器的地點(diǎn)。
[0003]激光跟蹤儀、經(jīng)瑋儀、視距儀和全站儀代表了這樣的測量儀器的已知實(shí)施例，其中最后的實(shí)施例還被稱為電子視距儀或計(jì)算機(jī)視距儀。
[0004]這樣的儀器包括電感角度及距離測量功能，這使得能夠確定距選定目標(biāo)的方向和距離。在此，角度或距離變量被建立在儀器的內(nèi)部參考系統(tǒng)中，并且仍可能需要連接到外部參考系統(tǒng)以確定絕對位置。
[0005]—般而言，特別在工業(yè)測量的背景之下，實(shí)施為連續(xù)跟蹤目標(biāo)點(diǎn)以及確定該點(diǎn)的坐標(biāo)位置的測量裝置可以被納入術(shù)語“激光跟蹤儀”下。在此，目標(biāo)點(diǎn)可以由后向反射單元(例如三棱鏡或三角角錐反射器)代表，使用測量裝置的定向光學(xué)測量射束、特別是使用激光束來觀測所述后向反射單元。激光束被平行地反射回測量裝置，反射束被裝置的獲取單元獲取。在此，例如借助用于測量角度的傳感器(這些傳感器被分配給系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)鏡或瞄準(zhǔn)單元)而建立射束的發(fā)射或接收方向。而且，例如借助相位差測量的飛行時(shí)間或者借助斐索原理，在獲取射束時(shí)建立從測量裝置到目標(biāo)點(diǎn)的距離。
[0006]而且，一般在跟蹤儀系統(tǒng)中的精細(xì)瞄準(zhǔn)或跟蹤傳感器處建立被接收的測量射束與零位置的偏移量?？梢越柚摽蓽y量的偏移量來確定后向反射器的中心與激光束在反射器上的入射點(diǎn)之間的位置差，并且可以根據(jù)該偏差來校正或修正激光束的對準(zhǔn)，這樣在精細(xì)瞄準(zhǔn)傳感器上的偏移量得以減少，特別地設(shè)定為“零”，因此射束被對準(zhǔn)在反射器中心的方向上。通過修正激光束對準(zhǔn)，可以存在目標(biāo)點(diǎn)的連續(xù)目標(biāo)跟蹤，并且可以連續(xù)地確定目標(biāo)點(diǎn)相對于測量儀器的距離和位置。在此，可以借助能由馬達(dá)移動(dòng)并設(shè)置用于偏轉(zhuǎn)激光束的偏轉(zhuǎn)鏡的對準(zhǔn)的改變、和/或通過使具有射束導(dǎo)向激光光學(xué)器件的瞄準(zhǔn)單元回旋來實(shí)現(xiàn)修正。
[0007]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光跟蹤儀可另外構(gòu)造有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)圖像獲取單元和圖像處理單元，該圖像獲取單元具有二維光敏陣列(例如CCD或CID，或基于CMOS陣列的相機(jī))或者具有像素陣列傳感器。
[0008]這樣的相機(jī)一與用于被反射的測量輻射的接收光學(xué)器件比較，一般具有寬的視野角一可以例如被附接并設(shè)置為提供目標(biāo)搜索裝置和/或6自由度確定裝置(后者與例如感測測量輔助的使用結(jié)合)。
[0009]通過借助圖像獲取單元和圖像處理單元來獲取以及評估來自具有標(biāo)記的所謂輔助測量儀器的圖像(標(biāo)記關(guān)于彼此的相對地點(diǎn)是已知的)，可以推斷布置在輔助測量儀器處的對象的空間取向。與目標(biāo)點(diǎn)(例如由激光束觀測的輔助測量儀器處的后向反射器)的確定的空間位置一起，最終還可以精確地確定對象在空間中在絕對意義上和/或相對于激光跟蹤儀的的位置和取向。例如在US 5，973，788中描述了這樣的坐標(biāo)測量機(jī)，其具有激光跟蹤儀和用于確定對象在空間中的位置和取向的圖像獲取單元，所述圖像獲取單元布置有光點(diǎn)和反射器。
[0010]這樣的輔助測量儀器可以是所謂的感測工具，所述感測工具及其接觸點(diǎn)被定位在目標(biāo)對象的一點(diǎn)上。感測工具具有標(biāo)記(例如光點(diǎn))和反射器，所述反射器代表感測工具處的目標(biāo)點(diǎn)并且可以由跟蹤儀的激光束觀測，其中精確地已知標(biāo)記和反射器相對于感測工具的接觸點(diǎn)的位置。按照本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式，輔助測量儀器也可以是例如手持掃描器，其配備用于點(diǎn)測量、非接觸式表面測量，其中準(zhǔn)確地已知用于距離測量的掃描器測量射束相對于布置在掃描器上的光點(diǎn)和反射器的方向和位置。通過舉例的方式，在EP O 553266中描述了這樣的掃描器。
[0011]為了測量距離，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光跟蹤儀具有至少一個(gè)測距儀，其中后者可以例如實(shí)施為干涉儀和/或絕對測距儀(例如基于飛行時(shí)間或相位差測量結(jié)果或斐索原理)。
[0012]WO 2007/079600 Al公開了通用的基于激光的坐標(biāo)測量機(jī)，其中距離測量裝置的光出射和光接收光學(xué)器件、測量相機(jī)和全景相機(jī)被布置在能關(guān)于至少兩個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)的共同元件上，并且其中附接至射束導(dǎo)向單元外側(cè)的激光模塊的激光束借助光學(xué)波導(dǎo)管被聯(lián)接到距離測量裝置中。
[0013]在持續(xù)改進(jìn)的技術(shù)高度發(fā)達(dá)的精度電位非常高的測量系統(tǒng)的范圍內(nèi)，用于校正大氣產(chǎn)生的干擾的策略變得比以往更加重要。這些大氣產(chǎn)生的干擾產(chǎn)生在大的時(shí)間尺度范圍內(nèi):在測地背景下被稱為“折射”并由觀察周圍環(huán)境中的折射率梯度引起的系統(tǒng)偏差最終合并成隨機(jī)偏差，至少在其結(jié)果方面，隨機(jī)偏差由光學(xué)湍流引起或者相當(dāng)于光學(xué)湍流的效果。
[0014]經(jīng)折射校正的光學(xué)方向和角度測量還有經(jīng)折射校正的光學(xué)距離測量在高精度測量領(lǐng)域的許多任務(wù)區(qū)域的范圍內(nèi)是必需的。通過舉例的方式，不僅在工業(yè)測量(例如工業(yè)質(zhì)量控制或組裝工藝，例如航空或汽車工業(yè))的范圍內(nèi)，而且在測地測量的領(lǐng)域內(nèi)、在結(jié)構(gòu)和民用工程項(xiàng)目的領(lǐng)域內(nèi)、在對準(zhǔn)問題的背景下、例如在粒子加速器的情況下、或者針對大型移動(dòng)機(jī)器的空間控制，這些任務(wù)區(qū)域包含測量應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的坐標(biāo)測量機(jī)，特別是一種激光跟蹤儀，其中由儀器引起的排熱影響對基于定向測量輻射的發(fā)射和接收的測量結(jié)果至少具有更小的影響，或者在可能的情況下沒有影響。
[0016]該目的由如下特征的實(shí)施達(dá)成:熱影響減少部件，所述熱影響減少部件被實(shí)施并布置在所述坐標(biāo)測量機(jī)上，以使得由于所述熱影響減少部件:防止或減少熱發(fā)射，所述熱發(fā)射影響位于所述坐標(biāo)測量機(jī)的附近區(qū)域中的所發(fā)射的測量輻射的附近區(qū)域自由射束路徑并且是因所述坐標(biāo)測量機(jī)的內(nèi)部部件發(fā)熱而引起的，所述熱發(fā)射特別是直接位于所述坐標(biāo)測量機(jī)的殼體部件處的熱發(fā)射；和/或在由這樣的熱發(fā)射產(chǎn)生的暖空氣因熱而上升期間，阻礙或防止所述暖空氣通過所述附近區(qū)域自由射束路徑，特別是將所述暖空氣引導(dǎo)在所述附近區(qū)域自由射束路徑周圍。還以替代或有利方式改進(jìn)了本發(fā)明的特征。
[0017]本發(fā)明的主題是一種坐標(biāo)測量機(jī)，特別是激光跟蹤儀，用于確定實(shí)施為后向反射器或至少具有后向反射器的目標(biāo)的位置，特別是用于連續(xù)跟蹤所述目標(biāo)。所述坐標(biāo)測量機(jī)至少包括:限定縱軸線的基部；射束導(dǎo)向單元，所述射束導(dǎo)向單元用于從測量輻射出射光圈發(fā)射測量輻射并且用于接收在所述目標(biāo)處反射的至少一些測量輻射。所述射束導(dǎo)向單元能相對于所述基部圍繞所述縱軸線和傾斜軸線回旋(更特別地能以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的方式回旋)。測量軸線由所述測量輻射的發(fā)射方向限定。而且，所述坐標(biāo)測量機(jī)包括:距離測量單元，所述距離測量單元用于借助所述測量輻射精確地測量距所述目標(biāo)的距離；角度測量裝置，所述角度測量裝置用于確定所述射束導(dǎo)向單元相對于所述基部的對準(zhǔn)；以及目標(biāo)獲取單元，所述目標(biāo)獲取單元用于確定由所述后向反射器反射的輻射在所述目標(biāo)獲取單元的傳感器上的碰撞點(diǎn)并且用于產(chǎn)生輸出信號，所述輸出信號用于控制精細(xì)瞄準(zhǔn)裝置，特別是目標(biāo)跟蹤裝置。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述坐標(biāo)測量機(jī)