激光接收器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光器系統(tǒng)，該激光器系統(tǒng)包括與激光發(fā)射器(20、20')協(xié)作的激光接收器(10)。所述激光發(fā)射器(20、20')被設(shè)計(jì)成，提供激光平面(23、23')，并且包括控制單元(25)，該控制單元(25)連接至通信信號(hào)接收器(21)，以便操作并計(jì)算來(lái)自所述激光接收器(10)的傳入通信信號(hào)。所述激光接收器(10)還包括：用于與所述激光發(fā)射器(20、20')通信的通信信號(hào)發(fā)送器(6)，都連接至電路(3)的線性激光光傳感器(1)和加速度傳感器(4)，該電路被設(shè)計(jì)成，根據(jù)計(jì)算并關(guān)聯(lián)所述加速度傳感器(4)的信號(hào)與所述激光光傳感器(1)的信號(hào)，得到所述激光接收器(10)相對(duì)于所檢測(cè)到的所述激光發(fā)射器(20、20')的激光束(22、22')的移動(dòng)方向。所述激光發(fā)射器(20、20')的所述控制單元(25)設(shè)置有調(diào)節(jié)單元(24)，并且根據(jù)所述激光接收器(10)的所操作并計(jì)算的傳入通信信號(hào)，通過(guò)所述調(diào)節(jié)單元(24)執(zhí)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明還涉及包括激光發(fā)射器和這種激光接收器(10)的激光器系統(tǒng)，并且將這種系統(tǒng)用于引導(dǎo)并控制施工機(jī)械的使用。
【專利說(shuō)明】激光接收器
[0001] 本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的、包括與激光發(fā)射器協(xié)作的激光接收器的系 統(tǒng)、和根據(jù)權(quán)利要求17所述的對(duì)這種激光器系統(tǒng)的使用。
[0002] 激光接收器通常被用于建筑工地，以便定位參照激光束，具體地，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器 的激光束或線激光器的扇狀激光束。被設(shè)計(jì)成在旋轉(zhuǎn)所發(fā)射的激光束時(shí)提供激光平面的旋 轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，并由此在本文未加以詳細(xì)描述。生成扇狀激光平 面的線激光器的實(shí)施方式在EP 1988360 Al中給出。由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器或線激光器生成的 參照光平面可以是水平的或者傾斜的。其在建筑工地出于不同目的而使用，即，用于引導(dǎo)施 工機(jī)械或者用于基于該平面執(zhí)行各種測(cè)量，即，用于允許建筑工人快速布置可視標(biāo)記線或 者調(diào)節(jié)高度。
[0003] 針對(duì)激光引導(dǎo)施工機(jī)械的示例在US 6, 691，437 Bl中給出。在該文獻(xiàn)中公開了用 于與挖掘機(jī)一起使用的水平感測(cè)系統(tǒng)。激光接收器安裝在該機(jī)器的鏟斗柄上，以便基于入 射激光束擊中激光接收器的光接收傳感器來(lái)指示鏟斗柄針對(duì)參照激光束的相對(duì)位置。該鏟 斗柄還設(shè)置有傾斜儀，該傾斜儀包括陀螺傾度傳感器和加速度計(jì)。加速度計(jì)感測(cè)重力加速 度，并且提供靜態(tài)垂直參照，以便補(bǔ)償陀螺傾度傳感器的長(zhǎng)期漂移。
[0004] 然而，由于眼安全規(guī)范，在建筑工地使用的激光發(fā)射器（即，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器和線 激光器）必須具有低功率射束。因此，一方面，這種常規(guī)激光發(fā)射器的激光束能夠在附近的 墻壁指示精確可視的參照線，但另一方面，在遠(yuǎn)離光源的距離處趨于散焦并變得更加暗淡， 使得必須利用激光接收器來(lái)定位射束。
[0005] 常規(guī)的激光接收器包括激光光傳感器和電路，其中，該光傳感器包括光敏部件的 線性陣列并且連接至所述電路。該光敏部件在被激光束照射時(shí)提供電輸出信號(hào)，該電輸出 信號(hào)被傳遞至所述電路并且通過(guò)該電路計(jì)算。該計(jì)算的結(jié)果通過(guò)輸出裝置（像集成在激光 接收器中并且連接至所述電路的顯示器一樣）向用戶呈現(xiàn)。這種激光接收器的示例在EP 2 199 739 Al、US 7,409,312 B以及TO 2008/008210 A2中給出。具體地講，那些激光接收 器具有限定的零位置，例如，光傳感器陣列的中心。對(duì)于激光束的定位來(lái)說(shuō)，激光接收器的 零位置必須要穩(wěn)定地匹配激光平面。某些激光接收器（像在US7, 409, 312 B中公開的激光 接收器一樣）還設(shè)置有重力參照裝置，而且可選地設(shè)置有GPS接收器，以便易于精確定位。 附加的激光測(cè)距裝置還可以考慮到計(jì)算激光接收器的3D位置。WO 2008/008210 A2中描述 的方法公開了在激光接收器內(nèi)集成測(cè)距儀，以確定針對(duì)激光發(fā)射器的距離。然而，這需要激 光接收器取向非常好地對(duì)準(zhǔn)至激光發(fā)射器，這尤其在建筑工地通常是非常難的。
[0006] 參照激光平面的精確定位是一耗時(shí)過(guò)程，尤其是在其是通過(guò)旋轉(zhuǎn)激光束生成的激 光平面時(shí)（具體地，在使用紅外激光束的情況下）。常規(guī)手持式激光接收器必須沿垂直于激 光平面的方向緩慢掃描幾次，以便針對(duì)每一次掃描捕獲至少兩次激光束撞擊，即，光敏部件 線性陣列的最外側(cè)光敏部件處的第一次撞擊，和更靠近光敏部件線性陣列中心的零位置的 光敏部件處的第二次撞擊。光敏部件陣列處的不同入射角指示激光接收器針對(duì)激光平面的 移動(dòng)方向，該移動(dòng)方向根據(jù)光敏部件的電子輸出信號(hào)通過(guò)所述電路得到，并且通過(guò)相應(yīng)的 輸出在激光接收器的顯示器上向用戶指示，或者作為音頻信號(hào)。為了使激光接收器處于一 位置，其中，激光束的連續(xù)撞擊僅照射對(duì)準(zhǔn)的光敏部件中心處的零位置，以使激光接收器同 坡度（on-grade)，用戶按遍及激光平面連續(xù)掃描的反復(fù)過(guò)程移動(dòng)激光接收器。由此，可以 說(shuō)，在建筑工地獲知激光平面和/或激光接收器相對(duì)于激光發(fā)射器的位置和取向仍是一耗 時(shí)過(guò)程。
[0007] 因此，本發(fā)明的一目的是，提供一種具有激光接收器和激光發(fā)射器的激光器系統(tǒng)， 其允許更有效地定位激光束，具體地，更有效地定位旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器的激光平面。
[0008] 本發(fā)明的一個(gè)目的是，改進(jìn)激光接收器與激光發(fā)射器的協(xié)作（尤其是定位和搜索 協(xié)作），具體地，與發(fā)射參照激光平面的激光發(fā)射器協(xié)作。
[0009] 這些目的中的一個(gè)或更多個(gè)通過(guò)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立權(quán)利要求書的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。按另選或有 利的方式開發(fā)本發(fā)明的特征在從屬的專利權(quán)利要求中進(jìn)行了描述。
[0010] 本發(fā)明的另一些方面在和該申請(qǐng)同一日期提交的并且具有歐洲申請(qǐng)?zhí)?12159573. 0的歐洲專利申請(qǐng)中加以保護(hù)。由此，歐洲專利申請(qǐng)第12159573. 0號(hào)的內(nèi)容同此 并入本申請(qǐng)中。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的激光接收器被設(shè)計(jì)用于檢測(cè)激光束的激光，具體地，皆被設(shè)計(jì)成提 供激光平面的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器的參照激光束或線激光器的扇狀激光束。激光接收器具有連 接至激光光傳感器并且連接至輸出裝置的電路。具有零位置的激光光傳感器在被參照激光 束照射時(shí)向所述電路提供電輸出信號(hào)。該電路被配置為計(jì)算光傳感器的輸出信號(hào)。該激光 接收器還包括加速度傳感器，該加速度傳感器被設(shè)計(jì)成，提供指示該激光接收器的移動(dòng)和 至少指示其移動(dòng)方向的電輸出信號(hào)，并且同樣連接至該電路。該電路被設(shè)計(jì)成，按至少得到 激光接收器相對(duì)于所檢測(cè)激光束的移動(dòng)方向的這種方式，計(jì)算并關(guān)聯(lián)激光光傳感器的輸出 信號(hào)和加速度傳感器的輸出信號(hào)。隨著該電路連接至輸出裝置，可得到有關(guān)激光接收器針 對(duì)激光束的移動(dòng)的信息以及根據(jù)光傳感器的輸出信號(hào)并且根據(jù)加速度傳感器的輸出信號(hào) 得到的信息。而且，在激光接收器的突然移動(dòng)擴(kuò)大了預(yù)定加速度水平或者預(yù)定移動(dòng)距離的 情況下，可以給出告警信號(hào)（音頻信號(hào)和/或可視信號(hào)），其中，該預(yù)定值可以是預(yù)先編程的 值的集合，或者可以由用戶隨意設(shè)置。這種告警信號(hào)或停止激光發(fā)射器和/或其它單元的 停止信號(hào)例如可以在激光發(fā)射器與激光接收器之間的光學(xué)聯(lián)系丟失時(shí)有利地給出。
[0012] 利用加速度傳感器的信息結(jié)合用于得到激光接收器針對(duì)激光束的移動(dòng)方向的激 光光傳感器的信息，每次掃描必須被激光光傳感器捕獲的射束撞擊數(shù)可以被縮減至一。因 此，可以增加用于移動(dòng)激光接收器通過(guò)激光平面的掃描速度。
[0013] 由此，本發(fā)明使得能夠更有效地分別定位激光束和激光平面。
[0014] 該激光接收器的激光光傳感器優(yōu)選地包括光敏部件線性陣列，其中，零位置處于 所述陣列的中心。
[0015] 有利的是，光敏部件可以是雪崩光電二極管和/或PSD傳感器。
[0016] 在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該激光接收器的激光光傳感器包括至少另一光敏部件線性 陣列，其中，這兩個(gè)陣列彼此平行地布置并且彼此按預(yù)定的距離隔開，以使所發(fā)射的激光束 的撞擊在不同的時(shí)間擊中所述至少兩個(gè)陣列，允許利用經(jīng)過(guò)時(shí)間方法，由激光接收器的連 接電路來(lái)計(jì)算激光接收器與激光發(fā)射器之間的距離，舉例來(lái)說(shuō)，如在DE19716710 B4中所描 述的。
[0017] 根據(jù)所述激光接收器的另一實(shí)施方式，可以將多個(gè)光敏部件線性陣列布置在圓柱 的側(cè)面上，以便易于檢測(cè)激光束并且利用經(jīng)過(guò)時(shí)間方法來(lái)確定所述距離。
[0018] 為了允許操作員將參照激光平面的所檢測(cè)的高度以高精度傳遞到像墻壁這樣的 目標(biāo)表面上，該激光接收器可以包括處于接收器外殼一側(cè)上的高度標(biāo)記（即，以激光束的 形式），該側(cè)優(yōu)選地不是激光光傳感器接收激光束的一側(cè)。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，該加速度傳感器被設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器， 以按三個(gè)不同方向檢測(cè)激光接收器的移動(dòng)或加速度。優(yōu)選的是，該三個(gè)空間軸垂直地布置， 以使激光接收器的移動(dòng)可容易地按笛卡爾坐標(biāo)系得到?；谟伤黾铀俣葌鞲衅鞯玫降?信息，可以自動(dòng)消除在調(diào)節(jié)或重新調(diào)節(jié)激光平面時(shí)因激光接收器的非鉛錘取向而產(chǎn)生的故 障。
[0020] 為了提高位置信息的精度，激光接收器可以設(shè)置有像傾斜傳感器、羅盤和/或GPS 接收器這樣的另一設(shè)備。
[0021] 具體地，所述電路還被設(shè)計(jì)成，根據(jù)計(jì)算并關(guān)聯(lián)加速度傳感器的輸出信號(hào)與所述 激光光傳感器的輸出信號(hào)，得到激光接收器相對(duì)于所述激光束的移動(dòng)加速度和/或移動(dòng)速 度，并且/或者估計(jì)激光接收器相對(duì)于所述激光束的移動(dòng)結(jié)束位置。
[0022] 在另一實(shí)施方式中，所述電路還可以遞送由不同的傳感器得到的獨(dú)立信息，S卩，基 于來(lái)自加速度傳感器的輸出信號(hào)（即，激光接收器的移動(dòng)和移動(dòng)方向/移動(dòng)加速度/移動(dòng) 速度/移動(dòng)結(jié)束位置）和來(lái)自光敏部件的輸出信號(hào)（即，確認(rèn)或未確認(rèn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)激光束并 且在其擊中所述陣列的情況下）等。另外，如上面已經(jīng)提到的，表示這些信息的相互關(guān)系的 信息可以由所述電路遞送，即，激光接收器相對(duì)于激光束或者相對(duì)于從GPS接收器得到的 坐標(biāo)系的移動(dòng)方向等。
[0023] 這種信息可以由集成在激光接收器中并且連接至電路的輸出裝置（像揚(yáng)聲器這 樣或者通常為顯示器）遞送至用戶。其還可以無(wú)線地或者借助于有線連接發(fā)送至數(shù)據(jù)分析 裝置的外部單元和/或控制裝置和/或發(fā)送至激光發(fā)射器，具體地，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器。為此， 該激光接收器設(shè)置有通信裝置。
[0024] 要明白的是，這些通信裝置被優(yōu)選地設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程通信，S卩，無(wú)線通信。
[0025] 被配置為與上述不同實(shí)施方式中描述的激光接收器通信的激光發(fā)射器包括：用于 接收來(lái)自激光接收器的通信信號(hào)的通信裝置，和用于操作激光接收器的傳入通信信號(hào)的控 制單元。那些通信信號(hào)優(yōu)選地為根據(jù)激光接收器的加速度傳感器和/或激光光傳感器的電 輸出信號(hào)，由激光接收器的電路得到的"命令信號(hào)"，或者那些通信信號(hào)是加速度傳感器的 電輸出信號(hào)。
[0026] 為了操作傳入通信信號(hào)，激光發(fā)射器的控制單元設(shè)置有調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元用 于調(diào)節(jié)參照激光束的聚焦和/或由激光發(fā)射器生成的參照光平面的傾斜和/或由所發(fā)射的 激光束生成的參照光平面的海拔和/或由激光發(fā)射器發(fā)射的激光的強(qiáng)度。
[0027] 在一優(yōu)選實(shí)施方式中，激光接收器的電路和/或激光發(fā)射器的控制單元被設(shè)計(jì) 成，基于在被提供具有不同的傾角和/或不同的偏移的至少兩個(gè)激光平面的所述激光發(fā)射 器的所述激光束照射時(shí)所提供的、所述激光光傳感器的輸出信號(hào)和所述加速度傳感器的輸 出信號(hào)，確定所述激光接收器相對(duì)于所述激光發(fā)射器的三維位置。
[0028] 另一已知但更復(fù)雜的方法是，使用集成在激光發(fā)射器和激光接收器兩者中的、用 于定位的無(wú)線通信裝置。允許這種定位的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)裝置例如是Zigbee或本地?zé)o線電 定位（LPR)。而且，還可以應(yīng)用無(wú)線定位確定方法，如GPS。
[0029] 后一發(fā)射器優(yōu)選為發(fā)射旋轉(zhuǎn)激光束的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器或發(fā)射扇形激光束的線激 光器。
[0030] 對(duì)于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器的情況來(lái)說(shuō)，激光發(fā)射器的控制單元設(shè)置有調(diào)節(jié)單元，該調(diào) 節(jié)單元用于調(diào)節(jié)參照激光束的旋轉(zhuǎn)速度。這在搜索激光束或激光接收器時(shí)非常有利。由此， 旋轉(zhuǎn)速度例如可以從最大降低至固定。
[0031] 像這樣配置的激光器系統(tǒng)考慮到容易調(diào)節(jié)激光平面，即，針對(duì)激光接收器，沿向上 或向下方向移動(dòng)激光平面或者傾斜激光平面。
[0032] 有利的是，該調(diào)節(jié)和激光接收器與激光發(fā)射器之間的距離和/或激光接收器的所 計(jì)算3D位置和/或激光接收器的移動(dòng)有關(guān)地出現(xiàn)，并且具體地，與激光接收器的移動(dòng)方向 和/或加速度有關(guān)地出現(xiàn)。
[0033] 根據(jù)激光接收器的位置和移動(dòng)，激光束的旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)可以按主動(dòng)方式設(shè)置， 并且適于指示激光接收器的移動(dòng)的信號(hào)變化（例如，通過(guò)增加旋轉(zhuǎn)速度），或者適于通過(guò)將 激光平面重新定向成其中激光接收器已經(jīng)離開激光平面的方向而開始搜索激光接收器。 [0034] 具體地，后一情況在設(shè)置有激光接收器并且引導(dǎo)由旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器生成的激光平 面的施工機(jī)械意外丟失針對(duì)參照激光束的聯(lián)系（即，因松軟地層或不均勻地層而造成的） 時(shí)有益。
[0035] 為此，該激光發(fā)射器的控制單元設(shè)置有搜索功能，以便在與激光接收器的光學(xué)聯(lián) 系丟失的情況下，對(duì)該激光束重新取向。另外，該搜索功能例如可以使得能夠自動(dòng)增加激光 束的旋轉(zhuǎn)速度和/或沿向上或向下方向的移動(dòng)和/或所生成的激光平面的傾斜移動(dòng)。
[0036] 而且，激光束的光強(qiáng)度和聚焦可以自適應(yīng)，優(yōu)選的是，根據(jù)激光接收器的最后計(jì)算 的3D位置或者激光接收器與激光發(fā)射器之間的最后估計(jì)距離。
[0037] 該旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器還可以設(shè)置有這樣的裝置，即，該裝置用于通過(guò)射束遮蔽或者 通過(guò)限制激光束在預(yù)定的端點(diǎn)之間的擺動(dòng)來(lái)限制激光平面的范圍。該實(shí)施方式在與搜索功 能結(jié)合時(shí)也特別有用。其考慮到針對(duì)位置的更高分辨率和激光接收器的確定，并且還考慮 到在關(guān)注區(qū)域內(nèi)更快速地掃描激光束。
[0038] 除了激光束的旋轉(zhuǎn)速度的自適應(yīng)以外，還可以將類似的搜索功能集成在發(fā)射扇形 激光束并且與根據(jù)本發(fā)明的激光接收器協(xié)作的線激光器中。
[0039] 對(duì)于激光接收器與激光發(fā)射器的通信來(lái)說(shuō)，激光接收器與激光發(fā)射器被集成在激 光器系統(tǒng)中，其中，該激光接收器包括至少一通信信號(hào)發(fā)送器，并且該旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器包括 至少一個(gè)通信信號(hào)接收器和用于操作傳入通信信號(hào)的控制單元。
[0040] 在所述激光器系統(tǒng)的更優(yōu)選實(shí)施方式中，該激光接收器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器設(shè)置有 通信信號(hào)收發(fā)器，以使激光接收器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器既可以發(fā)送也可以接收通信信號(hào)。具 有通信信號(hào)收發(fā)器，該激光接收器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器還可以與外部數(shù)據(jù)分析單元或控制單 元進(jìn)行通信。
[0041] 該激光接收器，并且還可選地，該激光發(fā)射器還可以設(shè)置有羅盤，該羅盤用于幫助 沿方位角方向搜索激光接收器，利用其，該激光接收器典型地針對(duì)參照激光束的方向，在 45°垂直角方向內(nèi)對(duì)準(zhǔn)。而且，還可以應(yīng)用無(wú)線定位確定方法，如GPS。
[0042] 如上所述，根據(jù)上面公開的任一個(gè)實(shí)施方式的包括激光接收器和激光發(fā)射器的激 光器系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)用于控制施工機(jī)械。在該情況下，根據(jù)上面公開的任一個(gè)實(shí)施方式的 激光接收器接合至施工機(jī)械并且可與該施工機(jī)械一起移動(dòng)。
[0043] 而且，本發(fā)明的主旨是使用根據(jù)上面公開的本發(fā)明的任一個(gè)實(shí)施方式的激光器系 統(tǒng)，以控制并引導(dǎo)建筑工地的施工機(jī)械。
[0044] 對(duì)于這些實(shí)施方式來(lái)說(shuō)，該激光接收器是用于施工機(jī)械的引導(dǎo)系統(tǒng)的組成部分， 具體地，其可以無(wú)人照管地或者在遙控下操作。如果設(shè)置有加速度傳感器的激光接收器失 去了與激光平面的光學(xué)聯(lián)系，則該激光器的操作模式可以（自動(dòng)地）被切換成搜索模式，并 且開始搜索激光接收器和施工機(jī)械。例如，基于來(lái)自加速度傳感器的、有關(guān)激光接收器的移 動(dòng)方向的信息，可以增加激光束的掃描速度，以便可選地重新定位激光接收器和施工機(jī)械。 而且，可以省略針對(duì)操作人員的告警信號(hào)，或者可以通過(guò)針對(duì)施工機(jī)械的適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)系統(tǒng) 使得能夠?qū)⑹┕C(jī)械重新定向至達(dá)到參照激光束。如果多個(gè)施工機(jī)械利用同一參照激光束 引導(dǎo)，則可以發(fā)送用于中斷其它施工機(jī)械的操作的信號(hào)。
[0045] 而且，為了同時(shí)允許距離測(cè)量，該激光接收器優(yōu)選地設(shè)置有距離測(cè)量裝置，典型地 設(shè)置有電子距離測(cè)量裝置。
[0046] 下面，參照在附圖中示意性地示出了的可能實(shí)施方式的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳 細(xì)說(shuō)明，其中：
[0047] 圖Ia示出了本發(fā)明激光接收器的實(shí)施方式；
[0048] 圖Ib示出了本發(fā)明激光接收器的另選的實(shí)施方式；
[0049] 圖2示出了包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器和本發(fā)明激光接收器的本發(fā)明的激光器系統(tǒng)的 實(shí)施方式；
[0050] 圖3示出了具有相關(guān)組件的本發(fā)明激光器系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器；
[0051] 圖4例示了用于引導(dǎo)施工機(jī)械的本發(fā)明激光器系統(tǒng)的應(yīng)用；
[0052] 圖5例示了如何可以基于激光光傳感器和加速度傳感器的輸出信號(hào)、與激光發(fā)射 器有關(guān)地確定激光接收器的3維位置；以及
[0053] 圖6a、圖6b例示了具有傾斜的激光接收器的情況。
[0054] 圖7a、圖7b例示了在激光接收器位移時(shí)的情況。
[0055] 圖Ia示出了本發(fā)明激光器系統(tǒng)的激光接收器10的實(shí)施方式的例示圖。激光接收 器10包括具有按線性陣列設(shè)置的多個(gè)光敏部件2的激光光傳感器1，該光敏部件2在被參 照激光束22照射時(shí)提供電輸出。該激光光傳感器和光敏部件2分別連接至電路3。具體 地，參照激光束22可以源自被設(shè)計(jì)成在旋轉(zhuǎn)所發(fā)射激光束22時(shí)提供激光平面的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 激光器，或者源自發(fā)射展開的扇狀激光束（未不出）的線激光器。激光接收器10包括還連 接至電路3的加速度傳感器4。該加速度傳感器4被設(shè)計(jì)成在移動(dòng)激光接收器時(shí)提供電輸 出信號(hào)。該電輸出信號(hào)還指示激光接收器10的移動(dòng)和移動(dòng)方向。激光接收器的電路3被 配置為，計(jì)算并關(guān)聯(lián)來(lái)自光傳感器1和加速度傳感器4的傳入電信號(hào)，以提供指示激光接收 器10相對(duì)于激光束22的移動(dòng)的關(guān)聯(lián)信號(hào)。該電路3還連接至輸出裝置8。在該示例中，輸 出裝置8是顯示器，并且在顯示器8上向用戶5 (圖2)指示激光接收器10相對(duì)于激光束22 的移動(dòng)方向。采用揚(yáng)聲器（未示出）形式的另一輸出裝置同樣可以集成在激光接收器中。
[0056] 而且，激光接收器的電路3被配置為，根據(jù)加速度傳感器4的電輸出信號(hào)，得到激 光接收器10的移動(dòng)加速度和/或移動(dòng)速度和/或所估計(jì)的移動(dòng)結(jié)束位置。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，激光接收器10的激光光傳感器1的光敏部件2被設(shè) 置為光電二極管形式，具體地，采用雪崩光電二極管或PSD傳感器的形式。用"c"指示的零 位置處于光敏部件2的線性陣列中心。如在圖Ib中示出的，還可以并行地布置光敏傳感器 2的兩個(gè)陣列，并且按預(yù)定的距離彼此間隔開，使得可以將它們用于利用經(jīng)過(guò)時(shí)間方法進(jìn)行 距離測(cè)量。另一可能性是，使用光敏部件的多個(gè)線性陣列，這些線性陣列按它們可從各個(gè)面 (360° (未示出））隨意取得激光束的方式設(shè)置在激光接收器中所集成的圓柱的側(cè)面上。
[0058] 該【具體實(shí)施方式】中的加速度傳感器4被具體設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器，以在三個(gè) 不同的空間方向檢測(cè)激光接收器10的移動(dòng)或加速度。這易于確定激光接收器10相對(duì)于激 光平面23的移動(dòng)方向。照例，該加速度傳感器還操作為指示激光接收器相對(duì)于鉛錘位置 (plump-position)的傾度的重力傳感器。
[0059] 優(yōu)選的是，激光接收器10設(shè)置有通信裝置6,其被優(yōu)選地設(shè)計(jì)為用于遠(yuǎn)程（即，無(wú) 線）通信。根據(jù)應(yīng)用需求，通信裝置6可以是通信信號(hào)發(fā)送器或通信信號(hào)收發(fā)器。通信裝 置6連接至電路，以使與激光接收器的移動(dòng)、激光接收器相對(duì)于激光平面23的移動(dòng)相關(guān)的 得到的信息、或者與激光接收器10與激光束22同坡度移動(dòng)相關(guān)的得到的信息可以被發(fā)送 至像發(fā)射所檢測(cè)的激光束22的激光發(fā)射器一樣的另一單元、和或外部數(shù)據(jù)分析單元、或者 控制單元、像操作人員所使用的操縱桿單元等，以便控制激光發(fā)射器或施工機(jī)械。
[0060] 假使通信裝置6是收發(fā)器，激光接收器10的電路3優(yōu)選地被配置為操作傳入信 息。該傳入信息可以從像數(shù)據(jù)分析單元一樣的外部單元、控制單元或者從激光發(fā)射器20接 收，并且電路3可以借助于輸出裝置向用戶5指示那些信息，或者將該信息與通過(guò)激光接收 器本身生成的信息關(guān)聯(lián)，并且在輸出裝置上指示該關(guān)聯(lián)的結(jié)果，或者經(jīng)由通信裝置發(fā)送它 們。
[0061] 圖2示出了本發(fā)明激光器系統(tǒng)100的一實(shí)施方式，該激光器系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明 的激光接收器10,并且在該示例中包括被設(shè)計(jì)成在旋轉(zhuǎn)所發(fā)射的激光束22時(shí)提供激光平 面23的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器20,與上面圖1有關(guān)地，對(duì)激光接收器10的一個(gè)示例性實(shí)施方式進(jìn) 行描述。根據(jù)本發(fā)明，圖2所例示的激光接收器10是小型手持式激光接收器10。
[0062] 利用激光接收器10的加速度傳感器4的信息，用戶（S卩，建筑工人5)僅需要通過(guò) 由旋轉(zhuǎn)激光束22所生成的激光平面23掃描本發(fā)明激光接收器10 -次，以得到激光接收器 10相對(duì)于激光束22的移動(dòng)方向。因此，可以增加被用于將激光接收器10移動(dòng)通過(guò)激光平 面23的掃描速度。由此，本發(fā)明使得能夠更有效地分別定位激光束22和激光平面23。其 同樣可應(yīng)用于該激光束由采用扇狀激光束的線激光器所發(fā)射的激光束的情況（未示出）。
[0063] 在本發(fā)明激光器系統(tǒng)100的所示的實(shí)施方式中，激光發(fā)射器20和激光接收器10 設(shè)置有通信裝置6、21，其具體被設(shè)計(jì)用于遠(yuǎn)程（即，無(wú)線）通信。該激光接收器10至少包 括通信信號(hào)發(fā)送器，并且該激光器20至少包括通信信號(hào)接收器，以使激光接收器10可以向 激光發(fā)射器20發(fā)送信息。采用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器形式的激光發(fā)射器20還包括連接至通信信 號(hào)接收器的控制單元25 (參見圖3)，以便操作傳入通信信號(hào)。控制單元25還設(shè)置有調(diào)節(jié)單 元24,該調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)以下中的至少一個(gè)：參照激光束22的旋轉(zhuǎn)端頭速度和/或端頭 移動(dòng)方向、根據(jù)所發(fā)送激光束22生成的參照光平面的傾斜、根據(jù)所發(fā)送激光束22生成的參 照光平面23的海拔、所發(fā)射激光束22的聚焦以及該激光束22的光強(qiáng)度?？刂茊卧?5連 接至激光器20的通信裝置21，以考慮到關(guān)聯(lián)所述調(diào)節(jié)與來(lái)自激光接收器的激光光傳感器1 和加速度傳感器4的通信信號(hào)，具體地，關(guān)聯(lián)激光接收器10的移動(dòng)與激光接收器的移動(dòng)方 向。由此，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器20可以加速旋轉(zhuǎn)激光束22的端頭速度，以便允許隨著更快的旋 轉(zhuǎn)更快地定位激光束22,意味著，建筑工人5可以更快地掃描激光接收器10并且可以以更 高的速率重復(fù)掃描。
[0064] 根據(jù)希望的應(yīng)用，激光發(fā)射器20和激光接收器10兩者的通信裝置還可以按通信 信號(hào)收發(fā)器形式來(lái)設(shè)置。首先，通信裝置6、21用于激光器20與激光接收器10之間的通信。 然而，外部數(shù)據(jù)分析單元或控制單元等還可以與激光接收器10或激光發(fā)射器20通信。 [0065] 有利的是，激光器20的控制單元25可以設(shè)置有搜索功能，以便在激光器20與激 光接收器10之間的光學(xué)聯(lián)系丟失的情況下重新定位激光接收器10。如果激光發(fā)射器20與 激光接收器10的通信裝置21、6是通信信號(hào)收發(fā)器，則這是最有利的。
[0066] 圖4例示了用于引導(dǎo)施工機(jī)械30的本發(fā)明激光器系統(tǒng)100的應(yīng)用。如上所示并 描述的激光接收器10接合至施工機(jī)械30并且可與其一起移動(dòng)。激光接收器10可以如所 示地安裝在施工機(jī)械30的頂部上，或者施工機(jī)械30的任何其它區(qū)域，以使激光接收器10 的激光光傳感器1可以光學(xué)方式取得參照激光束22。在所示示例中，激光發(fā)射器20是發(fā)射 垂直擴(kuò)展激光束22'的線激光器20'，其生成具有擴(kuò)展角α的垂直激光平面23'。激光發(fā) 射器20和激光接收器10都設(shè)置有通信信號(hào)收發(fā)器6、21，以使它們可以彼此發(fā)送和接收信 肩、。
[0067] 對(duì)于本發(fā)明激光器系統(tǒng)100的所示實(shí)施方式來(lái)說(shuō)，該激光接收器10是用于施工機(jī) 械30的引導(dǎo)系統(tǒng)的必不可少的部分，具體地，其可以無(wú)人照管地或者在遙控下進(jìn)行操作。 如果根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有加速度傳感器4的激光接收器10丟失了與激光束22'的光學(xué)聯(lián)系， 則該激光器20'的操作模式可以（自動(dòng)地）被切換成搜索模式，并且開始搜索激光接收器 10和施工機(jī)械30。為了重新定位激光接收器10和施工機(jī)械30,基于緊接在光學(xué)聯(lián)系丟失 之前來(lái)自激光接收器10的加速度傳感器4的、有關(guān)激光接收器10針對(duì)激光平面23'的移 動(dòng)方向的信息，該搜索模式可以包括旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器的所發(fā)射的參照激光束22'的增大的 旋轉(zhuǎn)速度和/或向上或向下改變由旋轉(zhuǎn)激光束22'生成的激光平面23'的海拔或者取向的 修改（具體地，所生成激光平面23'的傾斜）。
[0068] 如上所示，響應(yīng)于激光接收器10相對(duì)于激光平面23的移動(dòng)而調(diào)節(jié)/定位激光平 面23可以利用本發(fā)明激光器系統(tǒng)100自動(dòng)化，在激光發(fā)射器2或激光接收器10現(xiàn)場(chǎng)至多 需要一個(gè)人5。如果激光接收器10按無(wú)人照管的方式移動(dòng)，例如，安裝在具有無(wú)人照管操作 的施工機(jī)械30上，則甚至可能不需要操作人員。
[0069] 對(duì)于其中根本未知丟失激光接收器10/施工機(jī)械30的位置的情況來(lái)說(shuō)，可以具體 通過(guò)射束遮蔽來(lái)限制激光平面23'的角范圍。由此，激光接收器10/施工機(jī)械30可以按重 復(fù)過(guò)程來(lái)重新定位，并且可以縮減用于重新定位激光接收器10/施工機(jī)械30的時(shí)間。
[0070] 在一另選實(shí)施方式中，激光接收器10的電路3和/或激光發(fā)射器20、20'的控制 單元25被設(shè)計(jì)成，基于在由激光發(fā)射器20、20'的激光束22、22'照射時(shí)所提供的、激光光 傳感器1的輸出信號(hào)和加速度傳感器4的輸出信號(hào)，確定激光接收器10相對(duì)于激光發(fā)射器 20、20'的3維位置，該激光束22、22'提供具有不同傾角和/或不同偏移值的至少兩個(gè)激光 平面。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)在于，萬(wàn)一針對(duì)激光發(fā)射器的聯(lián)系失去，也將獲知激光接收器的最 后位置，使得射束遮蔽或以限制的角范圍擺動(dòng)激光束不是必需的。
[0071] 在圖5、圖6a、圖6b、圖7a、圖7b中，示出了可以怎樣基于激光光傳感器1和加速 度傳感器4的輸出信號(hào)，來(lái)確定激光接收器10相對(duì)于激光發(fā)射器取向的3維位置，而不需 要激光發(fā)射器或激光接收器中的附加組件。激光發(fā)射器的激光出孔被指示為R，激光發(fā)射器 的坐標(biāo)系用X-、Y-以及Z-方向給出。由激光發(fā)射器通過(guò)其原點(diǎn)R生成的激光平面通常可 以用下式來(lái)描述：
[0072] a · x+b · y+z = 0,
[0073] 其中，ζ坐標(biāo)給出在基于發(fā)射器的坐標(biāo)系內(nèi)從激光發(fā)射器的激光出孔R(shí)測(cè)量的相 對(duì)高度h。在圖5中，示出了由激光發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)射束以原點(diǎn)R生成的水平面（零平面，水 平的）110、和激光接收器對(duì)水平面110的交點(diǎn)P1。該旋轉(zhuǎn)激光束例如在激光接收器被固定 在桿上時(shí)，按具有激光發(fā)射器的坐標(biāo)系下的固定坐標(biāo)Xr和Yr的位置P1、照射激光接收器的 線性光傳感器。為了確定發(fā)射器坐標(biāo)系中的3D位置（x、y、z)和準(zhǔn)確方位角（由接收器的 XK、YK確定的），發(fā)射具有已知傾角的第二激光平面120,在零位置之外生成固定定位激光接 收器的光傳感器與所述第二激光平面120的交點(diǎn)Ρ2。在激光接收器的光傳感器處的第一交 點(diǎn)（圖5中：Pl)與第二交點(diǎn)（圖5中：Ρ2)之間的距離Ii i (圖5中h2)，通常被稱作相對(duì)高 度比。利用激光接收器的光傳感器來(lái)測(cè)量由激光發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)激光束生成的已知的激光平 面120的交點(diǎn)P2與水平面（零平面）110的所述相對(duì)高度4。由此，假使該接收器居中至 激光發(fā)射器的零平面110 (其意指光傳感器的零位置c被生成水平面110的激光束照射）， 該接收器的3D位置（x、y、z)坐標(biāo)可以在生成兩個(gè)不同的已知激光平面時(shí)，根據(jù)下列方程來(lái) 確定。而且據(jù)此，可以確定接收器在發(fā)射器的坐標(biāo)系下的準(zhǔn)確的方位角。
[0074] a1 · Χκ+b! · Y^h1 = O
[0075] a2 · xE+b2 · yE+h2 = O
[0076] 其中，％、匕是激光平面的已知參數(shù)（從激光發(fā)射器的具有角分范圍下的準(zhǔn)確度的 傾度傳感器/坡度傳感器得到的），而h是接收器處的所測(cè)量高度（ζ方向）。
[0077] 針對(duì)坐標(biāo)位置L和Xr求解該方程=> CL -IU -(U ?ι
[0_
[0079] %七0方程組1 :在接收器的零位置處于水平面時(shí)的坐標(biāo)位置
[0080] 針對(duì)該方程的奇點(diǎn)存在，例如：零平面叫=O和Id1 = O :
[0081] a2 · IDfa1 · b, = O
[0082] 或者 a2 · Id1 = B1 · b2。
[0083] 為了使該方程有效，激光接收器必須相對(duì)于水平面110是穩(wěn)定的，例如，在該接收 器針對(duì)水平面110保持同坡度時(shí)。如果該接收器保持同坡度，則平面120針對(duì)平面110通 過(guò)用戶輸入來(lái)調(diào)節(jié)，或者通過(guò)接收器信號(hào)自動(dòng)地調(diào)節(jié)，以確定接收器位置。
[0084] 移開接收器并且重復(fù)上述過(guò)程，在兩個(gè)或更多個(gè)位置生成接收器在激光發(fā)射器的 坐標(biāo)系下的3D位置。這些位置之間的相對(duì)測(cè)量例如可以針對(duì)打樁應(yīng)用來(lái)進(jìn)行。
[0085] 在激光發(fā)射器側(cè)上可以有另幾種實(shí)現(xiàn)，例如，提供交替平面的單一激光發(fā)射器或 者形成為雙射束旋轉(zhuǎn)器的發(fā)射器，該雙射束旋轉(zhuǎn)器具有例如以180度隔開的2個(gè)波束角并 且橫跨不同平面。該激光器系統(tǒng)還可以設(shè)置有被形成為雙波長(zhǎng)激光器的激光發(fā)射器，并且 設(shè)置有包括至少兩個(gè)不同的線性激光光傳感器的激光接收器，每一個(gè)線性激光光傳感器都 敏感于由激光發(fā)射器發(fā)射的波長(zhǎng)之一，以使每一個(gè)線性光傳感器能夠分離由激光發(fā)射器發(fā) 射的、具有相應(yīng)波長(zhǎng)的激光平面。由此，由激光發(fā)射器發(fā)射的并且具有特定波長(zhǎng)的每一個(gè)所 述激光平面都在接收器處被濾波并由此可以被標(biāo)識(shí)。
[0086] 在另選的實(shí)施方式中，激光接收器提供兩個(gè)隔開的光學(xué)部件/光傳感器。利用經(jīng) 過(guò)時(shí)間方法，可以確定針對(duì)激光發(fā)射器的距離。知道了針對(duì)激光發(fā)射器的距離，貫穿激光接 收器的單一非水平面足夠計(jì)算其3D位置。
[0087] 假使接收器未居中至水平面110(或者換句話說(shuō)，生成水平面的激光束不匹配光 傳感器的零位置，激光接收器和激光發(fā)射器不同坡度），如果接收器在開始測(cè)量時(shí)未針對(duì)激 光發(fā)射器居中，則可以通過(guò)計(jì)算附加的未知偏移高度H tl來(lái)確定激光接收器10的3D位置。 該未知偏移高度Htl(接收器的零位置c與激光發(fā)射器的水平面之間的距離）可以通過(guò)生成 第三激光平面來(lái)確定。即使第三激光平面顯著高出或低于水平面，使得接收器10的檢測(cè)第 三激光平面的光學(xué)傳感器1未貫穿水平面110傳播，也可以通過(guò)移動(dòng)接收器來(lái)確定接收器 的零位置c針對(duì)激光發(fā)射器的水平面的高度偏移H tl，只要其捕獲第三平面的激光束即可，確 定其與第三平面的交點(diǎn)并接著利用下列一組的3個(gè)方程：
[0088] B1 · X^b1 · Υε+^^Ηο) = 0
[0089] a2 · xE+b2 · yE+(h2+H0) = 0
[0090] a3 · xE+b3 · yE+(h3+H0) = 0
[0091] 由此，當(dāng)接收器10的零位置c未處于水平面110時(shí)，坐標(biāo)位置L和為=>
【權(quán)利要求】
1. 一種激光器系統(tǒng)（100)，所述激光器系統(tǒng)包括：激光接收器（10)，所述激光接收器與 激光發(fā)射器（20、20'）協(xié)作， ? [1]所述激光接收器（10)被設(shè)計(jì)成，利用激光光傳感器（1)檢測(cè)激光發(fā)射器（20、 20'）的激光束（22、22'），所述激光光傳感器（1)具有零位置（z)并且在被激光束（22、22'） 照射時(shí)提供電輸出信號(hào)，所述激光接收器（10)還包括被設(shè)計(jì)成接收并且計(jì)算所述激光光 傳感器（1)的所述電輸出信號(hào)的電路（3)以及用于利用通信信號(hào)與所述激光發(fā)射器（20、 20'）進(jìn)行通信的通信信號(hào)發(fā)送器（6); ?所述激光發(fā)射器（20、20'）被設(shè)計(jì)成，提供激光平面（23、23'），并且包括控制單元 (25)，所述控制單元（25)連接至通信信號(hào)接收器（21)，以便操作并計(jì)算來(lái)自所述激光接收 器（10)的傳入通信信號(hào)， 其特征在于 ?所述激光接收器（10)具有加速度傳感器（4)，所述加速度傳感器被設(shè)計(jì)成，提供指示 所述激光接收器（10)的移動(dòng)的電輸出信號(hào)， -其中，所述電路（3)被設(shè)計(jì)成，根據(jù)計(jì)算并關(guān)聯(lián)所述加速度傳感器的輸出信號(hào)與所述 激光光傳感器（1)的輸出信號(hào)，得到所述激光接收器（10)相對(duì)于所述激光束（22、22'）的 移動(dòng)方向，并且 -其中，所述激光接收器被設(shè)計(jì)成，將所述輸出信號(hào)和/或所述計(jì)算和關(guān)聯(lián)處理所得到 的結(jié)果傳送至所述激光發(fā)射器（20、20'），接著被所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單 元（25)操作并計(jì)算為傳入通信信號(hào)；并且 ?其中，所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單元（25)設(shè)置有調(diào)節(jié)單元（24)，并且根 據(jù)所操作并計(jì)算的傳入通信信號(hào)，由所述調(diào)節(jié)單元（24)執(zhí)行調(diào)節(jié)，其中，調(diào)節(jié)包括調(diào)節(jié)以 下中的至少一個(gè)： -由所發(fā)射的激光束（22、22'）生成的參照光平面（23、23'）的傾斜； -由所發(fā)射的激光束（22、22'）生成的所述參照光平面（23、23'）的海拔； -所述激光束（22、22'）的聚焦和散焦； -調(diào)節(jié)所發(fā)射的激光束（22、22'）的激光的強(qiáng)度； _調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)激光束的旋轉(zhuǎn)端頭速度； -發(fā)射告警信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器系統(tǒng)（100)，其特征在于 所述激光接收器（10)和所述激光發(fā)射器（20、20'）皆設(shè)置有通信收發(fā)器（6、21)，以便 發(fā)送和接收通信信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光接收器（10)， 其特征在于 所述激光光傳感器（1)包括布置為線性陣列的多個(gè)光敏部件（2)，其中，所述零位置 (z)處于所述陣列的中心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)，其特征在于 所述激光接收器（10)的所述電路（3)還被設(shè)計(jì)成，根據(jù)計(jì)算并關(guān)聯(lián)所述加速度傳感 器的所述輸出信號(hào)與所述激光光傳感器（1)的所述輸出信號(hào)，得到所述激光接收器（10)相 對(duì)于所述激光束（22、22'）的移動(dòng)加速度和/或移動(dòng)速度，并且/或者估計(jì)所述激光接收器 (10)相對(duì)于所述激光束（22、22'）的移動(dòng)結(jié)束位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單元（25)被設(shè)計(jì)成，關(guān)聯(lián)所述調(diào)節(jié)與所述激光 接收器（10)的移動(dòng)，并且具體地，關(guān)聯(lián)所述調(diào)節(jié)與所述激光接收器（10)的移動(dòng)的方向和/ 或所述激光接收器（10)的所述移動(dòng)的加速度和/或所述激光接收器（10)的所述移動(dòng)的速 度和/或所述激光接收器（10)的所述移動(dòng)的估計(jì)的相對(duì)結(jié)束位置。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光接收器（10)的所述加速度傳感器被設(shè)計(jì)為三軸加速度傳感器。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器（20、20'）是 ?被設(shè)計(jì)成在旋轉(zhuǎn)所發(fā)射的激光束（22)時(shí)提供激光平面（23)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器（20); 或者 ?被設(shè)計(jì)成像激光平面（23'）一樣以展開的扇形的形式發(fā)射激光束（22'）的線激光器 (20,）。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器（20、20'）是旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)激光器（20)，并且所述調(diào)節(jié)單元（24)被設(shè)置用 于調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)激光束（22)的旋轉(zhuǎn)速度。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器（20、20'）設(shè)置有用于具體地通過(guò)射束遮蔽或者通過(guò)限制所述激光束 (22、22'）在預(yù)定的端點(diǎn)之間的擺動(dòng)來(lái)限制所述激光平面（23、23'）的范圍的裝置。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光接收器（10)的所述電路（3)和/或所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單 元（25)被設(shè)計(jì)成，基于在被提供具有不同的傾角和/或不同的偏移的至少兩個(gè)激光平面的 所述激光發(fā)射器的所述激光束照射時(shí)所提供的、所述激光光傳感器（1)的輸出信號(hào)和所述 加速度傳感器（4)的輸出信號(hào)，確定所述激光接收器（10)相對(duì)于所述激光發(fā)射器（20、20'） 的三維位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光接收器（10)的所述電路（3)和/或所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單 元（25)被設(shè)計(jì)成，確定所述激光接收器（10)相對(duì)于與發(fā)射水平面（110)的所述激光發(fā)射 器（20、20'）的激光束正交的線的傾角（k)，所述傾角（K)包括第一分量（K 1)和第二分 量 O 2)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光接收器（10)的所述電路（3)和/或所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單 元（25)被設(shè)計(jì)成，利用所確定的具有第一分量（k1)和第二分量（K 2)的所述傾角（k)， 確定所述激光接收器相對(duì)于所述激光發(fā)射器（20、20'）的水平取向，由此，所述傾角（k)與 由所述激光接收器（10)的所述加速度傳感器（4)所檢測(cè)到的重力參照傾度相結(jié)合。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求10至12中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光器系統(tǒng)（100)設(shè)置有被形成為雙波長(zhǎng)激光器的激光發(fā)射器，并且設(shè)置有包括 至少兩個(gè)不同的線性激光光傳感器（1)的激光接收器，其中每一個(gè)線性激光光傳感器都敏 感于由所述激光發(fā)射器發(fā)射的波長(zhǎng)之一，以使每一個(gè)線性光傳感器（1)能夠分離由所述激 光發(fā)射器所發(fā)射的相應(yīng)波長(zhǎng)的激光平面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光器系統(tǒng)（100)設(shè)置有用于確定所述激光接收器（10)與所述激光發(fā)射器（20、 20'）之間的距離的電子裝置，其中，所述電子裝置是來(lái)自包括以下裝置的組中的至少一個(gè)： GPS、激光測(cè)距儀、像ZigBee或激光定位雷達(dá)系統(tǒng)LPR系統(tǒng)這樣的無(wú)線通信裝置，以使為確 定所述激光接收器（10)的所述三維位置所需的平面的數(shù)量減少一。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求10至14中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光器系統(tǒng)（100)設(shè)置有用于利用經(jīng)過(guò)時(shí)間方法確定所述激光接收器（10)與所 述激光發(fā)射器（20、20'）之間的距離的電子裝置，以使為確定所述激光接收器（10)的所述 三維位置所需的平面的數(shù)量減少一。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光發(fā)射器（20、20'）的所述控制單元（25)設(shè)置有搜索功能，以便在與所述激光 接收器（10)的光學(xué)聯(lián)系丟失的情況下對(duì)所述激光束（22、22'）重新取向。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的激光器系統(tǒng)（100)， 其特征在于 所述激光接收器（10)接合至施工機(jī)械（30)并且能夠與所述施工機(jī)械（30) -起移動(dòng)， 并且所述系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于控制所述施工機(jī)械（30)。
18. 將根據(jù)權(quán)利要求17所述的激光器系統(tǒng)（100)用于引導(dǎo)并控制建筑工地上的施工機(jī) 械（30)。
【文檔編號(hào)】G01C15/00GK104428626SQ201380012510
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】C·L·E·迪穆蘭, 安東·克爾 申請(qǐng)人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司