[发明专利]机器人化激光指示器设备和方法

权利要求书

1.一种机器人化激光指示设备，包括：

a.仪器中心；

b.第一旋转轴、第二旋转轴和指示轴，与所述仪器中心有已知关系；

c.激光源，沿着所述指示轴提供指示激光束；

d.指示驱动系统，通过响应于指示方向控制绕所述仪器中心旋转所述指示轴来瞄准所述激光束；

e.聚焦光学器件，具有聚焦光学器件驱动器，以响应于聚焦光学器件控制来将所述指示激光束聚焦；

f.处理器，响应于目标位置信息，以产生所述指示方向控制和所述聚焦光学器件控制；

g.电子测距系统，所述电子测距系统沿着测量光束路径发出测量光束，其中所述指示驱动系统运转以通过响应于所述指示方向控制绕所述仪器中心旋转所述测量光束路径来瞄准所述测量光束，并且其中所述处理器还运转以针对所述指示轴相对于所述测量光束路径的视差和发散中的至少之一对所述指示方向控制进行补偿。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述指示轴中的至少两个在所述仪器中心相交。

3.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理器还运转以针对下列中至少之一的相互正交的任何缺乏对所述指示方向控制进行补偿：(1)所述第一旋转轴和所述第二旋转轴；以及，(2)所述第二旋转轴和所述指示轴。

4.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，其中所述电子测距系统包括测量光束源，并且其中所述激光源和所述测量光束源交替运转。

5.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理器运转以通过当所述指示激光束正在被瞄准时对所述指示方向控制应用第一校正以及当所述测量光束正在被瞄准时对所述指示方向控制应用第二校正来校正所述指示轴与所述测量光束路径之间的不对准。

6.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，还包括摄像机，所述摄像机运转以捕获目标区域的静止图像和活动视频图像中的至少之一。

7.根据权利要求6所述的设备，还包括触屏显示器，所述触屏显示器运转以显示由所述摄像机捕获的目标区域的图像，并且其中所述处理器运转以响应于在所述触屏显示器上对应于目标位置的一点处的轻敲来产生所述指示方向控制，以使得所述指示驱动系统将所述指示轴瞄准所述目标位置。

8.根据权利要求6所述的设备，其中所述摄像机包括自动曝光控制，所述自动曝光控制指明曝光水平，并且所述处理器运转以使用所指明的曝光水平来调节所述激光源的输出功率。

9.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，还包括远程控制器以及使得能够实现所述远程控制器与所述处理器之间的通信的数据链路。

10.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，其中所述处理器还运转以通过执行校准过程确定准直误差校正，或从一组所存储的校正数据中取得准直误差校正。

11.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，其中所述目标位置信息是下列之一：(1)所存储的目标位置的表示；(2)根据与所述仪器中心有已知关系的所存储的模型获得的；以及，(3)所存储的、与所述仪器中心有已知关系的被测点的表示。

12.根据权利要求1-2中的任一项权利要求所述的设备，还包括衍射元件，所述衍射元件被沿着所述指示轴放置，以衍射所述指示激光束，以使得聚焦在目标上的光斑具有交叉丝形状和暗化的中心区中的至少之一。

13.一种运转根据权利要求1-12中的任一项权利要求所述的设备的方法，包括：

i.取得表示目标位置的数据；

ii.计算从所述仪器中心到所述目标位置的距离和方向；

iii.运转所述指示驱动系统，以将所述指示轴瞄准所述目标位置；

iv.基于所述目标位置运转所述聚焦光学器件，以将所述指示激光束聚焦到目标距离；

v.运转所述激光源，以提供被聚焦在所述目标距离的所述指示激光束。

14.一种运转根据权利要求1-12中的任一项权利要求所述的设备的方法，包括：

i.运转所述指示驱动系统，以将所述指示激光束瞄准目标位置的总方向；

ii.确定所述目标位置与所述仪器中心之间的限程；

iii.运转所述聚焦光学器件，以将所述指示激光束聚焦为在所述限程具有预先确定的光斑尺寸；

iv.运转所述指示驱动系统，以将所述测量光束瞄准所述目标位置；

v.运转所述电子测距系统，以测量从所述仪器中心到所述目标位置的限程；

vi.存储表示所述目标位置的测量结果的数据。