[发明专利]距离测量仪器

说明书

公开了距离测量仪器(400)和操作距离测量仪器的方法。根据一些实施例，发射光信号由发射机单元(406)在发出时间沿着发射路径(408)发射，并且返回光信号由接收器单元(407)沿着接收路径(440)在接收时间接收。返回光信号被转换为返回电气信号。发射路径和接收路径中的至少一个由偏转模块(415)以相对于仪器的光轴(430)的偏转角偏转。时间相关衰减函数基于关于偏转角的信息来选择，并且衰减根据所选择的时间相关函数由衰减器(480、490)施加到返回光信号和返回电气信号中的至少一个。测量的距离可由处理器单元(470)至少基于发出时间和接收时间来确定。

技术领域

本公开涉及电子距离测量的领域。更具体地，本公开涉及具有时间相关衰减以补偿测量参数的距离测量。

背景

电子距离测量(EDM)单元用于测量距离，例如景观勘测。在飞行距离测量中，激光脉冲的发出和接收之间的时间延迟可供距离计算之用。发出的脉冲行进到目标，例如反射器，并返回到接收其的检测器。激光脉冲的发出和接收之间的时间延迟与脉冲行进距离成比例。

对于给定的反射器(或目标)，在感兴趣范围内，所接收的脉冲的功率电平被假定与脉冲行进时间(和脉冲行程距离)的平方成反比。因此，所接收的脉冲的功率电平的动态范围可能非常大。

EDM单元用在勘测仪器中，诸如全站仪、以及固定式和移动式扫描仪。全站仪通常以低于扫描仪的重复率进行距离测量，使得时间可用于确定返回脉冲的振幅并设置检测器电路的衰减。

然而，需要具有改善的补偿的勘测仪器以获得更快的扫描和/或更适应的动态范围。

概述

本公开寻求提供克服至少一些上述缺点的测量仪器的至少一些实施例。更具体地，本公开旨在提供至少一些实施例，其针对勘测仪器提供了提高的检测灵敏度，其中发射路径和接收路径中的至少一个以相对于该仪器的光轴的偏转角被偏转。

为了实现这个目的，提供了具有如独立权利要求中所限定的特征的距离测量仪器和操作距离测量仪器的方法。从属权利要求中对本公开的进一步有利的实施例进行了限定。

根据第一方面的一些实施例，提供了距离测量仪器。距离测量仪器可包括发射机单元、接收器单元、至少一个偏转模块、至少一个衰减器以及处理器单元。发射机单元被配置为在发出时间沿着发射路径朝向目标发出发射光信号。接收器单元被配置为在接收时间接收沿着接收路径的返回光信号，并将该返回光信号转换为返回电气信号。偏转模块被配置为以相对于仪器的光轴的偏转角偏转发射路径和接收路径中的至少一个。衰减器被配置为根据基于关于偏转角的信息所选择的时间相关函数将衰减施加到返回光信号和返回电气信号中的至少一个。处理器单元被配置为至少基于发射时间和接收时间来确定到目标的测量的距离。

根据第二方面的一些实施例，提供了操作距离测量仪器的方法。该方法可包括在发出时间沿着发射路径发射发射光信号并在接收时间接收沿着接收路径的返回光信号的步骤。返回光信号可被转换为返回电气信号。此外，方法可包括以相对于仪器的光轴的偏转角偏转发射路径和接收路径中的至少一个的步骤，以及基于关于偏转角的信息选择时间相关衰减函数的步骤。然后，衰减可根据所选择的时间相关函数被施加到返回光信号和返回电气信号中的至少一个。然后，距离可至少基于发出时间和接收时间来确定。

在这些实施例中，提供了以偏转角偏转发射路径和接收路径中的至少一个的测量仪器。发射路径和/或接收路径的偏转可用于扫描目的，其中一定的偏转角提供与场景处的特定位置(或特定目标)对应的一定的发射路径和/或接收路径。通过迭代地改变偏转角，可扫描场景(例如，建筑物)或其一部分。由于接收的脉冲(即，在场景点处反射的光脉冲)的功率电平与时间相关，可应用用于衰减返回光信号或返回电气信号中的任何一个的时间相关函数。衰减在光学上可借助于例如光学衰减器或者在电气上可借助于例如电气衰减器来施加。