[发明专利]一种测量设备以及用于确定该设备的特性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种设备，尤其是勘测器械，如测量设备，以及用于确定相应设备的特性的方法。

背景技术

测量设备通常具有形成可以例如安装到三脚架上的第一设备组件的底部。该第一设备组件支撑相对于第一设备组件围绕第一旋转轴可旋转的第二设备组件。底部通常是有方向的，例如通过调整三脚架使其具有方向，使得第一旋转轴在空间上垂直对齐，即，与重力方向平行。第二设备组件支撑第三设备组件，该第三设备组件包括例如光学器件，该光学器件具有测量轴并且可相对于第二设备组件围绕第二旋转轴旋转。该测量轴可形成测量设备的瞄准线，沿着该瞄准线可进行使用光学器件的测量，诸如例如角度测量或距离测量。第一和第二旋转轴基本上彼此正交对齐。提供第一角度传感器以便确定第二设备组件相对于第一设备组件的旋转位置，并且提供第二角度传感器以便确定第三设备组件相对于第二设备组件的旋转位置。为了将例如用光学器件进行的沿测量轴的测量与空间方向关联，可以从获得自第一角度传感器和第二角度传感器的测量值，确定第三设备组件的测量轴相对于设备底部的对齐。

因为用户在手动调整例如第一设备组件的三脚架的时候，将只能大概地将第一旋转轴与重力方向平行对齐，高精度倾斜传感器通常被安装在第一设备组件或第二设备组件上，用于实现精确确定第一旋转轴相对于重力方向的对齐。然后获得自倾斜传感器的测量值被包含在光学器件的测量轴的对齐计算中，该计算基于获得自第一和第二角度传感器的测量值。

然而，高精度倾斜传感器的测量范围局限于例如低于1度。这一受限的测量范围形成倾斜传感器的可能朝向的一部分，其中，传感器能够以一定的精确度确定其相对于重力方向的朝向。于是用户被要求对齐底部，从而具有这种倾斜传感器精度的倾斜传感器被置于其测量范围内。这样做不仅耗时并且局限了测量设备底部的可能的对齐。此外，甚至从高精度倾斜传感器输出的测量信号可能并不是精确地与倾斜传感器相对于重力方向的实际对齐成比例，使得容易出错。

另外，假设了在基于获得自第一和第二角度传感器以及获得自倾斜传感器的测量值来确定测量轴(如光学器件的测量轴)的空间对齐时，第一旋转轴与第二旋转轴之间的角度是精确的90度。但是由于设备的装配公差以及由于测量设备组件的正常重量引起的形变，实践中这只是大致准确而已。

因此本发明的目的是，提供一种设备以及用于运行该设备的方法，该设备能够实现设备参数的确定，所述设备参数尤其包括第一设备组件相对于重力方向的对齐，和/或第一旋转轴相对于第二旋转轴的对齐，和/或倾斜传感器的特性。

发明内容

根据本发明的一些实施例，诸如测量设备的勘测器械包括：第一设备组件；相对于所述第一设备组件可围绕第一旋转轴旋转的第二设备组件；相对于所述第二设备组件可围绕与所述第一旋转轴横向对齐的第二旋转轴旋转的第三设备组件，所述第三设备组件包括：具有测量轴的光学器件；第一角度传感器，用于确定第二设备组件相对于第一设备组件的旋转位置；第二角度传感器，用于确定第三设备组件相对于第二设备组件的旋转位置；倾斜传感器系统，适于确定倾斜传感器围绕第一传感器轴相对于重力方向的第一朝向，所述倾斜传感器系统被安装在第三设备组件上，使得第一传感器轴不是正交地与第二旋转轴对齐；以及控制器，适于根据获得自倾斜传感器系统的测量值，确定第一设备组件和第一旋转轴各自相对于重力方向的对齐以及第一旋转轴相对于第二旋转轴的对齐中的至少一个。

连接到所述第三设备组件的倾斜传感器系统能够进行具体设备特性的确定，即，第一设备组件相对于重力方向的对齐，或者第一旋转轴相对于第二旋转轴的对齐。为此，控制器读取来自倾斜传感器系统的测量值，并基于这些测量值确定设备特性。

在本文的上下文中，在不是平行的情况下，并且尤其是在两个方向之间的角度在测量准确性的限制内显著大于0度的情况下，这两个方向被视为彼此朝向为横向。

为此，在第二设备组件相对于第一设备组件的不同旋转位置中，和/或在第三设备组件相对于第二设备组件的不同旋转位置中，使用已经获得自倾斜传感器系统的测量值。

根据一些示例性实施例，用于确定设备的特性的方法包括：第二设备组件相对于第一设备组件在多个不同旋转位置中的对齐，从而对于所述多个旋转位置中的每个旋转位置，从第一角度传感器、第二角度传感器以及倾斜传感器的第一朝向获得测量值，以及基于从第一角度传感器、第二角度传感器和倾斜传感器系统的第一朝向的不同旋转位置中获得的测量值，确定设备的特性。