[发明专利]具有扫描功能和单点测量模式的测绘仪器

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的测绘仪器，该测绘仪器包括用于产生测量辐射的辐射源以及使测量辐射相对于基座对准的偏转单元。

为了采集对象或表面，常使用连续扫描的方法，并且在该处理中，记录诸如(例如)建筑物的结构的形貌。这里，这种形貌构成相关的一系列点，这些点描述对象的表面或者表面的对应模型或描述。传统方法在于利用激光扫描仪进行扫描，激光扫描仪在各个情况下利用距测量的瞄准表面点的距离采集表面点的空间位置，并且将此测量与激光发射相关的角信息关联起来。从该距离和角信息，可确定分别采集的点的空间位置，并且可连续测量表面。在许多情况下，与表面的这种纯几何采集并行，还利用相机记录图像，除了视觉全景以外，所述相机还另外提供例如关于表面纹理的信息。

因此，例如，WO 97/40342描述了一种通过以静止方式设立的扫描仪系统记录形貌的方法。针对这些系统选择固定的设立点，所述设立点用作通过电机进行的扫描处理的基础。可从距测量的点的距离、测量时的角位置以及扫描装置的已知位置推导出各个表面点的三维空间信息。这里，扫描仪系统专门为了采集形貌的目的而设计，并且通过移动扫描仪系统或者通过修改光束路径来扫描表面。

其它方法使用移动系统，这些移动系统通过扫描仪系统的移动来扫描待采集的结构，或者支持或补充扫描。这些系统尤其适合于采集线性或者可线性驱动的结构(例如，轨道安装、道路、隧道系统或机场)。

现有技术已知的这些采集处理提供图像或形貌数据，所述图像或形貌数据基本上表示关于表面点的空间分布或排列关系的信息。可选地，另外记录的图像使得能够推导更多信息。结果，可相对好地重构结构和表面轮廓。然而，缺点是缺少关于表面的类型和组成(尤其是在内部结构或组成方面)的定性规范。因此，与扫描并行记录的图像通常使得能够识别不同的亮度值。另外，EP 1 759 172描述了一种扫描仪系统以及按照光谱分辨的方式采集表面的方法，其从由此获得的信息推导表面性质。

根据现有技术的这些激光扫描仪使得用户能够完整地采集大表面和对象(以及可选地，附加对象信息)，同时花费相对少的时间(取决于期望的点至点分辨率)。这里，激光扫描仪通常按照这种方式配置：可首要采集具有大量测量点的点云，该采集利用足够的精度来进行。由于激光扫描仪不具有用于精确瞄准目标的瞄准设备，所以在该处理中能够推导的点坐标的精度不满足针对(例如)现代测绘仪器(尤其是针对全站仪或经纬仪)建立的高的大地测量精度标准。

通常，现代全站仪具有紧凑和集成的设计，其中通常在一个仪器中可存在同轴距离测量元件和计算机、控制和存储单元。根据全站仪的配置级别，可另外集成瞄准或照准设备以及(在回射器(例如，全方位棱镜)用作目标对象的情况下)用于自动目标搜索和跟踪的装置的电机系统。作为人机接口，全站仪可包括具有显示器和输入装置(例如，键盘)的电子取景器/控制单元(通常，具有电子数据存储装置的微处理器计算机)。由电感装置采集的测量数据被馈送至取景器/控制单元，使得可通过取景器/控制单元确定、视觉显示并存储目标点的位置。现有技术已知的全站仪还可包括用于与外部的外围组件(例如，便携式数据采集仪器)建立无线电链路的无线电数据接口，所述外围组件尤其可被具体实现为数据记录仪或现场计算机。

为了照准或瞄准待测量的目标点，一般的大地测量仪器具有望远镜瞄准具(例如，光学望远镜)作为照准设备。通常，望远镜瞄准具可相对于测绘仪器的基座绕垂直轴和水平倾斜轴旋转，使得望远镜能够通过枢转和倾斜而对准待测量的点。除了光学取景通道以外，现代仪器可包括相机，该相机被集成到望远镜瞄准具中并且(例如)同轴或平行对准，以用于采集图像，其中，所采集的图像可尤其被示出为用于遥控的取景器/控制单元的显示器上和/或外围仪器(例如，数据记录仪)的显示器上的实况图像。这里，照准设备的光学单元可包括手动对焦(例如，用于改变聚焦光学单元的位置的定位螺钉)或者具有自动对焦，其中，通过(例如)伺服电机来改变焦点位置。例如，大地测绘仪器的这种照准设备在EP 2 219 011中有所描述。用于大地测量仪器的望远镜瞄准具的自动聚焦设备可见于例如DE 197 107 22、DE 199 267 06或DE 199495 80中。