[发明专利]能够非接触操作的测量设备以及用于这种测量设备的控制方法

说明书

本发明涉及一种能够非接触控制的测量设备，还涉及一种用于控制所述测量设备的方法。

为了测量目标点，一直以来我们已经知道了许多种大地测量设备。这种情况下，从测量设备到待测目标点的距离和方向或角度被记录，并且特别的，测量设备的绝对位置以及可能出现的参考点一起被获取作为空间标准数据。

这种大地测量设备的公知例子包括经纬仪、视距仪和全站仪，其也可以设计为电子视距仪或者电脑视距仪。例如，公开文献EP1686350中描述了一种现有技术的大地测量设备。所述设备具有基于电子传感器的角度和距离测量功能，允许确定相对于所选择目标的方向和距离。这种情况下，角度和距离变量是在设备的内部参考系统中确定的，并且，如果合适，还需要与外部参考系统结合来进行绝对位置确定。

现代的全站仪具有用于数字深加工的微处理器和存储所获得的测量数据的存储器。所述设备通常具有紧凑和集成的设计，其中同轴测量元件以及计算、控制和存储单元通常存在于设备中。取决于全站仪的扩展阶段，还可以集成瞄准(targeting或sighting)设备的机动装置和用于自动搜索与跟踪目标的装置。作为人机接口，全站仪具有电子显示控制单元-通常是带有电子数据存储装置的微处理器计算单元-具有显示和输入装置，例如键盘。以基于电子传感器方式获得的测量数据被输送到显示控制单元，由此通过显示控制单元来获得，光学显示和存储目标点的位置。现有技术中的全站仪还具有用于建立与外围组件例如手持式数据获取设备的无线连接的无线数据接口，其可以设计为，特别是作为，数据记录器或现场计算机。

为瞄准待测目标点，通用类型的大地测量设备以望远镜瞄准器例如光学望远镜作为瞄准设备。望远镜瞄准器通常可围绕垂直轴和围绕相对于测量设备基座的水平倾斜轴旋转，这样望远镜瞄准器就能够通过枢转和倾斜而对准待测点。现代设备除光学观察通道外还具有用于获取图像的摄像机，所述摄像机集成到望远镜瞄准器内并且以例如同轴或平行的方式对齐，其中获得的图像可以呈现为，特别是呈现为，显示控制单元的显示器上的和/或外围设备-例如数据记录器-的显示器上的动态图像，以用于远程控制。此时，瞄准设备的光学系统具有手动聚焦-例如调节螺丝用于改变光学聚焦系统的位置-或者自动聚焦，其中聚焦位置通过伺服电机改变。大地设备的望远镜瞄准器的自动聚焦设备可以从例如DE19710722、DE19926706和19949580中得知。

瞄准设备的光学系统或者光学观察通道通常包含物镜组、图像反转系统、聚焦光学系统，用于产生十字线的标线，以及目镜，它们从物体侧例如以上述顺序排列。聚焦透镜组的位置是取决于物体的距离来设置的，这样使清晰图像形成在设置于焦平面内的标线上。所述图像能够随后通过目镜被看到或者通过借助于同轴设置的摄像机获得。

举例来说，大地设备的通用望远镜瞄准器的结构在公开文献EP1081459或EP1662278中披露。

在已知测量设备中通常是将它们粗略地对准目标。然后，例如用户通过光学系统如望远镜找到目标，并且测量设备依靠良好的设定来精确地对准目标。紧随其后的是通常的测量任务，例如确定距离、方向、位置等等。引入到地形中的人工物品例如棱镜，杆或者镜子以及静止物体例如支架顶点、教堂塔楼、塔等等诸如此类可作为目标。

在已知的测量方法中，需要用户反复把目光从通过光学系统看到的目标移开，以便于满足测量设备上的各种设置。这通常由设定工具完成，例如开关、按钮或控制杆，其安装在设备本身上或者远程控制处并且手动操作。为操作这些工具，用户的眼睛必须定期地会聚于不同的距离和人工物品上，由于这个原因容易导致疲劳。此外，定期的接触测量设备以使后者动作(例如在对测量目标精细设定的过程中)会重复地导致振动和冲击，造成测量的精度受到损害或者使测量工作至少被拖延。其结果是，特别是在高精度测量的情况下，延迟会在测量中反复出现。

因此，需要一种能够以免接触方式致动的测量设备，以及一种控制上述测量设备的方法。

根据本发明，测量设备包括瞄准装置和可选的呈现装置，其用于呈现由瞄准装置瞄准的目标的图像。此外，还提供瞄准设备的朝向用户端的眼睛图像获取装置，其被设计为持续获取用户的眼睛的图像(眼睛图像)，所述眼睛特别是位于用户端。眼睛图像获取装置能够获取眼睛图像作为用户整个脸部或者部分脸的记录的一部分，特别是包括眼睛的可见部分和眼睛周围的部分，否则仅获取用户眼睛的一部分，特别是包含角膜和虹膜和瞳孔的眼球的前部。此时，本发明中的眼睛图像获取装置可以为摄像机或者光敏传感器，例如二维CCD传感器，或者在US7697032中描述的CMOS图像传感器。