[发明专利]二维布局和点转换系统

说明书

技术领域

此处披露的技术总地来说涉及布局“测量”设备，尤其涉及一种对点及其坐标进行识别并且将识别出的位于某一表面上的点以垂直方向转换到其它表面的二维布局系统。实施例具体披露了使用两个具有远端单元的激光发射器来控制某些功能。所述激光发射器可以是相同的。优选的是，所述激光发射器具备自调平功能，显示基于方位角的旋转、以及竖直的(垂直的)激光平面(或旋转线)输出。当该系统建立时，能够从(位于较远处的)发射器(通过旋转)瞄准每一垂直的(激光)平面输出，从而(激光平面的)投射线将在施工现场的任一给定的期望点交叉。另外，投射出的激光平面的范围(发散性)是这样的：投射出的激光平面还在天花板上交叉，交叉点的位置位于表面上的对应交叉点的垂直上方。该系统的另一特征提供了“隐含的”垂直线，该垂直线投射到空间中并且由位于表面的点交叉和天花板上的点交叉之间的两个平面的交叉表示。如果实体表面(或烟雾)位于该隐含的垂直线所投射到的容积空间中，则该隐含的垂直线是可见的。该系统包括用于简化的布局和直接点转换到天花板的方法。

关于联邦资助的研究或开发的声明

无。

背景技术

本发明总地来说涉及一种主要用在内部结构环境中的激光系统，该激光系统为对二维水平表面上的受关注的点进行可视定位提供基础。长久以来一直需要一种用于施工现场的平面图布局的简单、准确且性价比高的系统。传统的GPS不能用在标准钢结构建筑内部。早先的基于激光的系统过于复杂和昂贵，因此几乎在这个市场所需的每一领域都未获得成功。

在诸如US5,100,229中所披露的那样的现有技术的基于激光的定位系统中，三个或更多的激光发射器(灯标)位于施工现场周围。每一发射器均在恒速连续旋转的同时发射一个与垂直方向成大约45度角的光平面。从每一发射器发出的每一光束都必须具有它们自己唯一的且极度受控的旋转速度，或者可选地必须具有它们自己唯一的调制频率，从而它们可以彼此区分开。每一发射器上的频闪管均提供一个参考信号来启动最终被用于对位置进行三角测量的一连串定时事件。该系统可被用于二维应用或三维应用。该方法的复杂度很高，并且对恒速旋转激光扫描的要求很严格。另外，该系统需要密集计算，尤其是当建立该系统时。

诸如US5,076,690中所披露的另一现有技术的设备使用旋转激光束扫描位于施工现场周围的反向反射条形码目标。便携式发射器/接收器利用采光光学器件接收来自至少三个目标的反向反射能量。旋转编码器呈现出相对恒定的旋转速度，并且以针对每一所获取的目标的精确的方位角插入到编码器盘的每一周边插槽中。在一个使用了至少两个已知基准点的建立过程之后，施工现场被“确定范围”，从而可利用二维施工平面找到任一其它受关注的点。需要一种对每一旋转编码器插槽的每一前沿进行精确校准和描述的复杂方法来提供建筑布局应用中所需的精确度水平。当在正确的地点需要足够的目标时，为了提供强力的位置计算，施工现场的障碍物相对于发射器的位置而言也变成了挑战。

在US7,110,092中披露了另一基于激光进行定位的方法。按已知的彼此间的距离发射两条平行激光束。这两条激光束以恒速一起旋转，从而限定了施工现场。激光接收器被用于确定每一激光束何时入射到传感元件。因为激光束的旋转表现为恒速，因此两条激光束入射到接收器的定时在相隔较大距离处变得更快，并且因此占跨越整个周边所耗费的时间的百分比更小。从该信息推断出距离。另外，如果提供一个指标来指示激光束旋转的开始，则可找到位置。恒定旋转速度也是很严格的，并且通常该方法的位置计算对于典型的建筑施工现场布局所需的精确度而言并不足够。

其它基于激光的方法已被用于提供建筑布局功能。这些方法中的一部分(诸如由SL Laser和Flexijet制造和销售的那些产品)利用了指向激光束，指向激光束安装在可提供方位角的旋转底座、和具有可提供高度角的可旋转六分仪的框架上。这样，激光束可指向受关注的期望点并且投射到一个表面。仅当被投射到的表面既平又处于理论上预计的高度时，被指示的点的位置才是准确的。另外，可能会发生严重错误，并且随着入射到表面的激光束的投射角度变得更陡峭，错误会变得越来越大。