本發(fā)明涉及一種用于在內(nèi)部空間中確定位置的跟蹤方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的跟蹤方法在內(nèi)部空間中確定移動(dòng)測(cè)量站相對(duì)于基站的位置。跟蹤系統(tǒng)包括基站和移動(dòng)測(cè)量站。相對(duì)于基站確定測(cè)量站的位置。基站使具有至少一個(gè)光束的束組圍繞基站的至少一個(gè)軸線在根據(jù)規(guī)定過程變化的發(fā)射方向上旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)以便在內(nèi)部空間的壁上產(chǎn)生由光點(diǎn)構(gòu)成的移動(dòng)圖案。移動(dòng)測(cè)量站的相機(jī)在相同的視向下拍攝內(nèi)部空間壁的一系列圖像，在該系列圖像中移動(dòng)的光點(diǎn)之一在至少三個(gè)不同的像點(diǎn)處成像。確定所述至少三個(gè)不同像點(diǎn)的圖像坐標(biāo)。基于拍攝相應(yīng)圖像的時(shí)刻確定光束的至少三個(gè)發(fā)射方向，所述光束的光點(diǎn)在某一時(shí)刻在圖像之一上在所述至少三個(gè)不同像點(diǎn)之一處成像?；诖鎯?chǔ)于參考數(shù)據(jù)庫中的、沿從基站起始的測(cè)量方向到壁的距離測(cè)量數(shù)據(jù)確定基站軸線沿所述至少三個(gè)發(fā)射方向到壁的至少三個(gè)距離。基于所述至少三個(gè)像點(diǎn)的圖像坐標(biāo)、與像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)射方向和基站沿對(duì)應(yīng)的發(fā)射方向到壁的相應(yīng)距離確定移動(dòng)測(cè)量站的位置。

所述束組可僅具有一個(gè)光束或多個(gè)相互隔開恒定角距的光束?！跋盗小笨砂ㄒ粋€(gè)或多個(gè)圖像，它們以相同視向?yàn)樘卣?。在一系列不同圖像中，一個(gè)光束的光點(diǎn)相應(yīng)地可成像于不同像點(diǎn)上或不同光束的光點(diǎn)可成像于不同像點(diǎn)上。

沿測(cè)量方向的距離測(cè)量?jī)?yōu)選借助光學(xué)距離測(cè)量單元的測(cè)量光束進(jìn)行。跟蹤方法可包括與跟蹤階段分開的初始化階段。在初始化階段中所述至少一個(gè)測(cè)量光束圍繞所述至少一個(gè)軸線在根據(jù)規(guī)定過程變化的測(cè)量方向上旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)?；跍y(cè)量光束的越渡時(shí)間和/或干涉測(cè)量來測(cè)量軸線沿測(cè)量方向到壁的相應(yīng)距離。測(cè)量方向和對(duì)應(yīng)測(cè)得的距離可存儲(chǔ)在參考數(shù)據(jù)庫中。在跟蹤階段中借助參考數(shù)據(jù)庫中與發(fā)射方向一致的測(cè)量方向或借助所存儲(chǔ)距離的平均值確定沿光束發(fā)射方向的距離，所述平均值根據(jù)所存儲(chǔ)的測(cè)量方向與發(fā)射方向的相應(yīng)的差進(jìn)行加權(quán)。

一種方案規(guī)定，在初始化階段中測(cè)量光束以第一角速度旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在跟蹤階段中光束的束組以第二角速度旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并且第二角速度大于第一角速度。

一種方案規(guī)定，所述具有至少一個(gè)光束的束組旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程與測(cè)量光束旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)的過程相同。

一種方案規(guī)定，所述束組僅圍繞一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述束組具有至少兩個(gè)光束，它們?cè)诎S線的平面中以一個(gè)角度相互傾斜。基站使束組圍繞一個(gè)例如豎直的軸線運(yùn)動(dòng)并且通過運(yùn)動(dòng)和時(shí)刻實(shí)現(xiàn)水平分辨率。豎直分辨率則通過光束的不同仰角獲得。豎直分辨率通過光束數(shù)量限定并且顯著低于由時(shí)間測(cè)量限定的在水平面中的分辨率。但常見的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)沿豎直方向的變化相對(duì)少于沿水平方向的變化。

一種方案規(guī)定，所述圖像中的第一圖像拍攝于第一時(shí)刻，并且所述圖像中的第二圖像拍攝于不同于第一時(shí)刻的第二時(shí)刻。第一時(shí)刻可進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以便使移動(dòng)圖案的光點(diǎn)之一在圖像的一個(gè)邊緣的像點(diǎn)處成像，并且第二時(shí)刻進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，以便使移動(dòng)圖案的光點(diǎn)之一在圖像的另一邊緣上的像點(diǎn)處成像。

附圖說明

下面參考示例性實(shí)施方式和附圖說明本發(fā)明。在附圖中：

圖1為跟蹤系統(tǒng)；

圖2為跟蹤系統(tǒng)的標(biāo)記器；

圖3為移動(dòng)測(cè)量站；

圖4為由測(cè)量站拍攝的圖像；

圖5、圖6為基站；

圖7為與圖4中圖像相配的、具有跟蹤系統(tǒng)的內(nèi)部空間；

圖8為兩個(gè)重疊的系列圖像；

圖9為具有跟蹤系統(tǒng)的內(nèi)部空間；

圖10為關(guān)于圖9的內(nèi)部空間的三個(gè)重疊的系列圖像；

圖11、圖12為基站；

圖13為移動(dòng)測(cè)量站。

具體實(shí)施方式

如未另作說明，相同或功能相同的元件在附圖中通過相同附圖標(biāo)記表示。

跟蹤系統(tǒng)1可用于測(cè)量點(diǎn)2在壁3上的位置。一種應(yīng)用規(guī)定，通過顯示器4告知用戶點(diǎn)2的空間坐標(biāo)。所述位置例如可關(guān)于跟蹤系統(tǒng)1的基站5的位置或關(guān)于一個(gè)事先在壁3上標(biāo)記的點(diǎn)2給出。另一種應(yīng)用規(guī)定，將關(guān)于在壁3上標(biāo)記的點(diǎn)2的位置在建筑圖紙中注明。接著將建筑圖紙關(guān)于標(biāo)記點(diǎn)2直接投影于壁上3。壁3表示建筑物的所有內(nèi)表面、尤其是在天花板和地板，并且也包括封閉內(nèi)部空間的可動(dòng)元件、如門、窗等。

圖1的示例性跟蹤系統(tǒng)1包括：固定基站5、移動(dòng)測(cè)量站6和標(biāo)記器7。用戶可借助標(biāo)記器7在壁3上標(biāo)記任意的點(diǎn)2。移動(dòng)測(cè)量站6在某一時(shí)刻記錄標(biāo)記點(diǎn)2關(guān)于固定基站5投影于壁3上的移動(dòng)光點(diǎn)8的相對(duì)位置。固定基站5確定在該時(shí)刻光點(diǎn)8在壁3上占據(jù)的絕對(duì)位置，由此可確定標(biāo)記點(diǎn)2在基站5坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置。

所述示例性的跟蹤系統(tǒng)1可確定移動(dòng)測(cè)量站6在內(nèi)部空間中相對(duì)于基站5的位置。移動(dòng)測(cè)量站6為此在短的時(shí)間間隔內(nèi)在一個(gè)圖像9中記錄在壁3上的三個(gè)或更多個(gè)不同位置上的移動(dòng)光點(diǎn)8。檢測(cè)移動(dòng)光點(diǎn)8的時(shí)刻用于由基站5查詢光點(diǎn)8在壁3上的相應(yīng)位置的坐標(biāo)。基于圖像9對(duì)這些位置的三角測(cè)量獲得移動(dòng)測(cè)量站6的位置。

標(biāo)記器7例如可以是具有手柄11的板10，用戶用身體將手柄保持在壁3上。板10具有一個(gè)小的視孔12，用戶將該視孔定位到壁3上的點(diǎn)2上。在板10上設(shè)有光學(xué)位置標(biāo)記13。該位置標(biāo)記13例如可通過以圖案形式設(shè)置的多個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成。此外，標(biāo)記器7可具有一個(gè)顯示器4和多個(gè)操作元件14、如按鍵。用戶可通過操作元件14要求確定標(biāo)記器7的位置。當(dāng)前位置在顯示器4中示出。此外，當(dāng)前位置可確定為基站坐標(biāo)系15的原點(diǎn)，由此可簡(jiǎn)單地測(cè)量在壁3上兩個(gè)點(diǎn)2之間的距離。

一種替代的標(biāo)記器基于手持式光指示器、例如激光指示器。用戶以光指示器指向待確定的點(diǎn)。這種標(biāo)記器的位置標(biāo)記由此是由光指示器在壁上產(chǎn)生的光標(biāo)。這種標(biāo)記器也可設(shè)有顯示器和操作元件。

移動(dòng)測(cè)量站6可架設(shè)在室內(nèi)的支架16上(圖3)。該位置優(yōu)選不同于基站5的位置(圖1)。移動(dòng)測(cè)量站6包括相機(jī)17，該相機(jī)在視向18上拍攝壁3的圖像9。視向18同軸于相機(jī)17的光軸。相機(jī)17的視域19確定對(duì)于跟蹤系統(tǒng)1可見的壁區(qū)段20，在該壁區(qū)段中由跟蹤系統(tǒng)1檢測(cè)標(biāo)記器7的位置標(biāo)記13。光點(diǎn)8必須經(jīng)過壁區(qū)段20。光點(diǎn)8可周期性地進(jìn)入和離開相機(jī)17的視域19。用戶以已知方式通過相機(jī)17的鏡頭21和相機(jī)17至壁3的距離22影響視域19的大小并且因此影響可見的壁區(qū)段20。在支架16上通常可安裝大致水平定向的相機(jī)17。代替固定的位置，相機(jī)17可由用戶攜帶、例如固定在頭盔上。在此情況下，由于完全不知道移動(dòng)測(cè)量站6及其相機(jī)17的定向，需要更多測(cè)量信息，以便確定在壁3上和內(nèi)部空間中的位置。下面所描述的跟蹤方法有時(shí)需要壁區(qū)段20的多個(gè)圖像9。視向18、即壁區(qū)段20對(duì)于連續(xù)的圖像9而言必須相同。由于圖像9可在幾分之一秒內(nèi)連續(xù)拍攝，因此手持的或固定在頭盔上的測(cè)量站6的一般運(yùn)動(dòng)是沒有問題的。

如果用戶正確架設(shè)移動(dòng)測(cè)量站6，則光點(diǎn)8至少暫時(shí)位于相機(jī)17的視域19中。如由基站5的描述還可知，通常光點(diǎn)8大多位于視域19之外、但周期地并在同一位置上進(jìn)入視域。相機(jī)17連續(xù)拍攝壁區(qū)段20的圖像9。相機(jī)17具有觸發(fā)器23，該觸發(fā)器確定圖像9的拍攝時(shí)刻。觸發(fā)器23可通過測(cè)量站6的內(nèi)部固定的時(shí)鐘發(fā)生器24例如每10ms拍攝一個(gè)圖像。操作觸發(fā)器23或者說拍攝圖像9的時(shí)刻是固定的或在后來以適當(dāng)方式確定。觸發(fā)器23也可設(shè)有控制裝置，其估算光點(diǎn)8下一次出現(xiàn)在視域19中的時(shí)刻并且在該時(shí)刻觸發(fā)。另一種實(shí)施方式規(guī)定，觸發(fā)器23通過無線接口25由基站5遠(yuǎn)程觸發(fā)。

光點(diǎn)8在一些圖像9中成像于像點(diǎn)P上(圖4)。圖像分析單元26確定光點(diǎn)8是否成像于圖像9中。光點(diǎn)8的特征在于其與周圍相比高的亮度值、其特殊顏色和與壁區(qū)段20中的常見結(jié)構(gòu)相比小的尺寸。圖像分析單元26例如使用濾色鏡去除非特定顏色、使用反差濾光鏡去除照亮程度大致相同的表面。將過濾后的圖像9的像點(diǎn)與閾值相比較。超過閾值的像點(diǎn)P與光點(diǎn)8關(guān)聯(lián)。無光點(diǎn)8的圖像9及相關(guān)數(shù)據(jù)可丟棄。

圖像分析單元26可在具有光點(diǎn)8的圖像9中確定像點(diǎn)P的圖像坐標(biāo)x1、y1。圖像坐標(biāo)例如通過像點(diǎn)P在通常光柵化的圖像9中的行與列表示。光柵例如相應(yīng)于CCD芯片27的光敏元件的網(wǎng)格陣列。圖像坐標(biāo)x1、y1的更高分辨率可通過分析相鄰像點(diǎn)的強(qiáng)度分布實(shí)現(xiàn)。

像點(diǎn)P和圖像坐標(biāo)x1、y1說明(拍攝)方向28，相機(jī)17在某一時(shí)刻在該方向下看到光點(diǎn)8。圖像坐標(biāo)x1、y1的確定參考在相機(jī)坐標(biāo)系中或者說在移動(dòng)測(cè)量站6的坐標(biāo)系中的光點(diǎn)8。

圖像分析單元26識(shí)別圖像9中標(biāo)記器7的位置標(biāo)記13。優(yōu)選發(fā)光的位置標(biāo)記13可基于其顏色、形狀等在圖像9中通過相應(yīng)濾鏡被突出。確定位置標(biāo)記13的圖像坐標(biāo)?；谖恢脴?biāo)記13的已知布置可確定視孔12和因此借助視孔12標(biāo)記的點(diǎn)2的圖像坐標(biāo)x0、y0。作為替代方案，例如在通過光指示器指出標(biāo)記點(diǎn)2時(shí)可直接確定標(biāo)記點(diǎn)2的圖像坐標(biāo)x0、y0。

圖像分析單元26可在移動(dòng)測(cè)量站6中實(shí)施。所述實(shí)施可通過由微處理器執(zhí)行的程序?qū)崿F(xiàn)。

基站5架設(shè)在固定位置上。示例性基站5在圖5中以側(cè)視圖并在圖6中以俯視圖示出。基站5定義用于跟蹤系統(tǒng)1的坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系在下面稱為基站坐標(biāo)系15?；咀鴺?biāo)系15可借助原始坐標(biāo)系、如建筑圖紙校準(zhǔn)。例如由用戶測(cè)量并且手動(dòng)輸入該位置。替選地，用戶可將標(biāo)記器7保持在壁3上的參考點(diǎn)上，該參考點(diǎn)可由跟蹤系統(tǒng)1測(cè)量并被確定為基站坐標(biāo)系15的原點(diǎn)。其它校準(zhǔn)方法也是可能的。下面為了更簡(jiǎn)單的說明，將基站坐標(biāo)系15原點(diǎn)設(shè)置在固定基站5的位置上?；咀鴺?biāo)系15的軸線29是豎直的、即平行于重力，并且基站坐標(biāo)系15的零方向30在水平面中指向一個(gè)已知方位、如北方?；咀鴺?biāo)在下面被描述為球面坐標(biāo)，其包括一個(gè)水平角度方向31、一個(gè)豎直角度方向32和到原點(diǎn)、即基站5位置的距離。

基站5具有支架33。所述支架33用于穩(wěn)定地架設(shè)基站5。所示的三腳支架33尤其適合用于簡(jiǎn)單架設(shè)在不平坦地面上。僅具有一個(gè)支柱或多于三個(gè)腳的其它結(jié)構(gòu)方式也可能是適合的。

基站5在支架33上具有旋轉(zhuǎn)頭34，該旋轉(zhuǎn)頭可圍繞一個(gè)軸線29或兩個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)頭34的定向在一個(gè)可移動(dòng)的軸線29的情況下通過一個(gè)角度來描述或者在兩個(gè)可移動(dòng)的軸線的情況下通過兩個(gè)角度來描述。出于測(cè)量技術(shù)原因適宜的是，所述角度分別在垂直于軸線的平面中相對(duì)于零方向30來確定。示例性示出的旋轉(zhuǎn)頭34是轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤僅可圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)。所述定向具有一個(gè)等于零的固定仰角b和一個(gè)變化的水平角a。示例性旋轉(zhuǎn)頭34在一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上圍繞軸線29旋轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施方式中或在調(diào)節(jié)基站5時(shí)，旋轉(zhuǎn)頭34也可圍繞軸線29在兩個(gè)極限角度之間、如以90度角周期性地來回轉(zhuǎn)動(dòng)。

受控制的驅(qū)動(dòng)裝置35使旋轉(zhuǎn)頭34旋轉(zhuǎn)或者說轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置35例如包括電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)頭34具有編碼器36，該編碼器確定旋轉(zhuǎn)頭34在基站坐標(biāo)系15中的定向。在單軸旋轉(zhuǎn)頭34中編碼器36檢測(cè)一個(gè)角度，在雙軸旋轉(zhuǎn)頭中編碼器36檢測(cè)兩個(gè)角度，以便確定所述定向。編碼器36可實(shí)現(xiàn)為不同結(jié)構(gòu)方式、如角度傳感器、磁增量旋轉(zhuǎn)編碼器、光學(xué)掃描多孔圓盤、具有周期性重復(fù)刻度的電感采樣環(huán)37等。編碼器的另一示例基于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的電動(dòng)機(jī)和計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器由轉(zhuǎn)速和時(shí)間計(jì)算角度。編碼器36借助零方向30進(jìn)行校準(zhǔn)。編碼器36的校準(zhǔn)可通過旋轉(zhuǎn)頭34的每個(gè)回轉(zhuǎn)來重復(fù)，例如在轉(zhuǎn)盤34上為零方向30設(shè)置特殊標(biāo)記38。

基站5具有光束源39。該光束源39產(chǎn)生發(fā)散較少的準(zhǔn)直光束40。光束源39優(yōu)選是激光源、如激光二極管。光束40在壁3上繪出光點(diǎn)8。光點(diǎn)8足夠小，例如具有小于3mm的直徑，以便確保足夠的空間分辨率。光點(diǎn)8的形狀通常是圓形或橢圓形。借助適合的光學(xué)器具、如衍射光柵可為光束40的橫截面并且因而光點(diǎn)8賦予其它形狀、如菱形、十字形或環(huán)形。優(yōu)選光點(diǎn)8是不可見的紅外線。

光束40的發(fā)射方向41由旋轉(zhuǎn)頭34確定。為了簡(jiǎn)化幾何結(jié)構(gòu)，光束40被描述為從軸線29發(fā)出的。發(fā)射方向41由兩個(gè)角度確定，其(不局限于此)在下面通過水平角a和仰角b表示?？蛇\(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)頭34也使得光束40運(yùn)動(dòng)，由此至少一個(gè)所述角度a、b以規(guī)定方式變化。發(fā)射方向41通過驅(qū)動(dòng)裝置35以規(guī)定方式變化和重復(fù)。優(yōu)選發(fā)射方向41也以一個(gè)固定的重復(fù)率重復(fù)，該重復(fù)率例如通過轉(zhuǎn)盤的恒定角速度規(guī)定。

在一種實(shí)施方式中，光束源39設(shè)置在旋轉(zhuǎn)頭34上(圖1)。此外，光束40可在光學(xué)元件42、如光導(dǎo)體中被導(dǎo)向。光學(xué)元件42的出口通過旋轉(zhuǎn)頭34運(yùn)動(dòng)。另一種實(shí)施方式(圖5、6)在旋轉(zhuǎn)頭34上設(shè)有分束器42、反射鏡或類似的用于偏轉(zhuǎn)光束40的光學(xué)元件42。位于支架33上的光束源39將光束40耦入分束器42中。示例性分束器42沿傾斜于軸線29的發(fā)射方向41發(fā)出光束40。光束40的仰角b是恒定的。在旋轉(zhuǎn)頭34圍繞軸線29旋轉(zhuǎn)時(shí)，光束40也圍繞軸線29旋轉(zhuǎn)，光束40的水平角a以與旋轉(zhuǎn)頭34相同的角速度變化。旋轉(zhuǎn)的光束40描繪出一個(gè)錐體。光點(diǎn)8在平坦的壁3上沿拋物線運(yùn)動(dòng)，該拋物線通過與錐體相交產(chǎn)生。光束40的發(fā)射方向41和旋轉(zhuǎn)頭34的定向雖然相差仰角b，但由于由基站5規(guī)定仰角不變，因而可單義地由旋轉(zhuǎn)頭34的定向計(jì)算出發(fā)射方向41，并且反之亦然。光束40的發(fā)射方向41和旋轉(zhuǎn)頭34的定向在下面同義地使用。在雙軸旋轉(zhuǎn)頭中，所述定向也與發(fā)射方向41同義。

基站5還包括距離測(cè)量單元43，其沿測(cè)量方向44確定基站5到壁3的距離d。距離測(cè)量單元43例如基于對(duì)測(cè)量光束45的越渡時(shí)間測(cè)量和干涉測(cè)量組合，該測(cè)量光束沿測(cè)量方向44發(fā)出并且其從測(cè)量方向44的反射被接收。距離測(cè)量單元43可具有自身的光源、如激光二極管。測(cè)量光束45的調(diào)制例如可通過激光二極管的電源電流施加。距離測(cè)量單元43可利用光束源39的光束40并且例如借助電光或聲光調(diào)制器向光束施加用于越渡時(shí)間測(cè)量和干涉測(cè)量的頻率和/或幅度調(diào)制。光電檢測(cè)器記錄拍頻信號(hào)，其導(dǎo)致反射的測(cè)量光束45與參考光束的干涉。距離測(cè)量單元43由拍頻信號(hào)確定測(cè)量光束45所經(jīng)過的絕對(duì)路徑長(zhǎng)度、即距離d。為了獲得足夠的測(cè)量精度，測(cè)量約需0.1秒。所描述的距離測(cè)量單元43對(duì)于其它光學(xué)距離測(cè)量單元是示例性的。

測(cè)量方向44由旋轉(zhuǎn)頭34的定向規(guī)定。測(cè)量光束45例如耦入旋轉(zhuǎn)頭34上的分束器42中。作為替代方案，距離測(cè)量單元43可設(shè)置在旋轉(zhuǎn)頭34上。測(cè)量方向44在旋轉(zhuǎn)頭34旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)變化。在示例性轉(zhuǎn)盤中可為水平角a互不相同的測(cè)量方向44確定基站5的距離d。測(cè)量方向44在本示例中相對(duì)于豎直軸線29以固定的仰角b傾斜。仰角b例如由分束器42規(guī)定。測(cè)量方向44在旋轉(zhuǎn)頭34旋轉(zhuǎn)時(shí)描繪出一個(gè)錐體?；谠跍y(cè)量方向44和旋轉(zhuǎn)頭34定向之間唯一的幾何關(guān)系在下面兩者同義地使用。

在所示的實(shí)施方式中，光束40和測(cè)量光束45單獨(dú)地產(chǎn)生。發(fā)射方向41和測(cè)量方向44在此例如可通過小的平行偏移相區(qū)別。這種由結(jié)構(gòu)引起的區(qū)別是已知的并且可在計(jì)算角度和距離時(shí)被補(bǔ)償。光束40和測(cè)量光束45例如也可在水平面中沿明顯互不相同的空間方向、例如沿相反的方向發(fā)出(未示出)。旋轉(zhuǎn)頭34可為了補(bǔ)償而旋轉(zhuǎn)到另一定向中，使得光束40的發(fā)射方向41與沿之前定向的測(cè)量方向44重合或平行。這適用于基站5可具有的任何測(cè)量方向44。同樣地，之前的定向和后續(xù)定向的所有配對(duì)是已知的并被存儲(chǔ)。一種控制方法例如可在距離測(cè)量時(shí)將測(cè)量方向44的定向根據(jù)所述配對(duì)校正到光束40的相配定向上。在另一種實(shí)施方法中測(cè)量光束45不設(shè)有單獨(dú)的光束源39。光束40被耦入距離測(cè)量單元43中。距離測(cè)量單元43可僅用于距離測(cè)量或持續(xù)地調(diào)制光束40，以便使所述光束用作測(cè)量光束45。光束40和測(cè)量光束45在此情況下是同軸的。由于最終可通過適合的措施實(shí)現(xiàn)或模擬光束40和測(cè)量光束45的同軸設(shè)置，因此在下面發(fā)射方向41和測(cè)量方向44被視為重合的。

基站5在室內(nèi)任意架設(shè)。光束40或光點(diǎn)8應(yīng)經(jīng)過壁區(qū)段20，在該壁區(qū)段中應(yīng)跟蹤標(biāo)記器7。在此尤其是應(yīng)注意由室內(nèi)其它物體引起可能的遮擋?；?向壁3上發(fā)射持續(xù)運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)8。光束40的運(yùn)動(dòng)過程通過旋轉(zhuǎn)頭34和驅(qū)動(dòng)裝置35預(yù)規(guī)定。在轉(zhuǎn)盤和驅(qū)動(dòng)裝置35轉(zhuǎn)速固定的優(yōu)選實(shí)施方式中，水平角a以固定速率變化并且在旋轉(zhuǎn)一周之后重復(fù)。由光點(diǎn)8在壁3上繪出的線與壁3的形狀和定向有關(guān)。

光束40的運(yùn)動(dòng)和圖像9的拍攝由配置單元46同步，使得可為在某一時(shí)刻拍攝的圖像9確定相配的光束40發(fā)射方向41。

一種簡(jiǎn)單的配置單元46基于光束40的恒定角速度和在移動(dòng)測(cè)量站6中的時(shí)鐘發(fā)生器24?；?使轉(zhuǎn)盤以恒定角速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤的零標(biāo)記38經(jīng)過編碼器36時(shí)、即光束40指向零方向30時(shí)，基站5通過無線電模塊47發(fā)出同步信號(hào)。移動(dòng)測(cè)量站6的計(jì)數(shù)器48通過同步信號(hào)復(fù)位。時(shí)鐘發(fā)生器24觸發(fā)相機(jī)17的觸發(fā)器23并且使計(jì)數(shù)器48增量。發(fā)射方向41的水平角a由此由角速度和從最近的同步信號(hào)起通過計(jì)數(shù)器48測(cè)得的時(shí)間間隔的乘積得出。

一種示例性的配置單元46使用中央時(shí)鐘發(fā)生器49，其在連續(xù)的時(shí)刻向編碼器36和相機(jī)17發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。觸發(fā)信號(hào)的傳輸優(yōu)選基于無線電進(jìn)行。編碼器36響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)確定旋轉(zhuǎn)頭34的定向或者說光束40的發(fā)射方向41。發(fā)射方向41被傳輸給配置單元46。配置單元46的第一移位寄存器50、如FIFO(先進(jìn)先出)存儲(chǔ)發(fā)射方向41。相機(jī)17響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)圖像9之一的拍攝。觸發(fā)信號(hào)的速率規(guī)定了圖像9的拍攝速率。時(shí)鐘發(fā)生器49可設(shè)置在基站5、移動(dòng)測(cè)量站6或一個(gè)單獨(dú)的控制單元中。圖像9存儲(chǔ)于第二移位寄存器51中，其具有與第一移位寄存器50相同的長(zhǎng)度。圖像分析單元26也可代替圖像9在第二移位寄存器51中存儲(chǔ)成像光點(diǎn)8的圖像坐標(biāo)x1、y1。發(fā)射方向41和圖像9位于兩個(gè)移位寄存器50、51的相同索引的存儲(chǔ)位置上。索引代表圖像9的拍攝時(shí)刻。配置單元46根據(jù)要求例如輸出最早索引的發(fā)射方向41和圖像坐標(biāo)x1、y1并且隨后將該索引刪除。分開的移位寄存器補(bǔ)償了圖像9的存儲(chǔ)和分析通常比編碼器36的讀取所需的更長(zhǎng)時(shí)間。由此也可在之前的圖像9分析結(jié)束之前拍攝圖像9。配置單元46在發(fā)射方向41的變化的角速度時(shí)也可應(yīng)用。

配置單元46也可事件控制地工作。例如移動(dòng)測(cè)量站6僅在關(guān)于當(dāng)前發(fā)射方向41存在沿相配測(cè)量方向44的距離d測(cè)量時(shí)才拍攝圖像9。在初始化階段中在多個(gè)離散的測(cè)量方向44上進(jìn)行距離測(cè)量。所確定的距離d和相配的測(cè)量方向44存儲(chǔ)于參考數(shù)據(jù)庫52中。在跟蹤階段中編碼器36連續(xù)測(cè)量旋轉(zhuǎn)頭34的定向。配置單元46比較當(dāng)前發(fā)射方向41與存儲(chǔ)于參考數(shù)據(jù)庫52中的測(cè)量方向44。在一致時(shí)，配置單元46觸發(fā)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，相機(jī)17的觸發(fā)器23響應(yīng)于該觸發(fā)信號(hào)拍攝一個(gè)圖像9。當(dāng)前發(fā)射方向41或測(cè)量方向44和距離d可存入第一移位寄存器50中。圖像分析單元26確定光點(diǎn)8的坐標(biāo)x1、y1并且將其寫入第二移位寄存器中。

下面描述一種初步的跟蹤階段，其借助前述移動(dòng)測(cè)量站6和基站5確定由標(biāo)記器7在壁3上標(biāo)記的點(diǎn)2的位置53。在該跟蹤方法中假設(shè)壁是平坦且豎直的。用戶水平定向測(cè)量站6的相機(jī)17，即相機(jī)17的視向18位于水平面中。此外，標(biāo)記點(diǎn)2位于相機(jī)17的視域19之內(nèi)，即出現(xiàn)在相機(jī)17的每個(gè)圖像9中?；?與移動(dòng)測(cè)量站6間隔開地架設(shè)在室內(nèi)。

基站5使轉(zhuǎn)盤以恒定角速度旋轉(zhuǎn)。測(cè)量站6以例如10ms的節(jié)拍連續(xù)拍攝圖像9。計(jì)數(shù)器計(jì)算所拍攝圖像9的數(shù)量并在基站5發(fā)出對(duì)應(yīng)于光束40零方向30的同步信號(hào)時(shí)復(fù)位。當(dāng)圖像分析單元26在當(dāng)前圖像9中識(shí)別成像到像點(diǎn)P上的光點(diǎn)8時(shí)，記錄計(jì)數(shù)器值。該計(jì)數(shù)器值由此相應(yīng)于拍攝圖像9的時(shí)刻t。

圖像分析單元26確定光點(diǎn)8在圖像9中成像的像點(diǎn)P的圖像坐標(biāo)x1、y1。圖像分析單元26在同一圖像9中也確定標(biāo)記點(diǎn)2成像的像點(diǎn)S及其圖像坐標(biāo)x0、y0。也可在單獨(dú)的圖像9中確定相關(guān)標(biāo)記點(diǎn)2的圖像坐標(biāo)x0、y0，在此兩個(gè)圖像9必須在同一視向18中拍攝。圖像分析單元26確定在圖像9中成像光點(diǎn)8的像點(diǎn)P和標(biāo)記點(diǎn)2的像點(diǎn)S之間的距離r(例如r＝||x1-x0,y1-y0||)。如果距離r低于閾值，即像點(diǎn)P、S很近并且因此真實(shí)的光點(diǎn)很靠近壁3上的標(biāo)記點(diǎn)2，則選擇該圖像9用于進(jìn)一步處理。否則丟棄該圖像9，重新拍攝圖像9，直至在圖像9中距離r低于閾值。在豎直的壁3并且光束40僅圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)的情況下，對(duì)于閾值而言僅像點(diǎn)P、S的水平距離d＝x1-x0是重要的。

計(jì)數(shù)器值或作為計(jì)數(shù)器值與節(jié)拍乘積的時(shí)間間隔t被傳輸?shù)交??；?的配置單元46基于固定角速度由時(shí)刻t計(jì)算出旋轉(zhuǎn)頭34關(guān)于零方向30的定向、即水平角a。將通過旋轉(zhuǎn)頭34的定向規(guī)定的光束40發(fā)射方向41配置給成像的光點(diǎn)8。

配置單元46確定基站5沿發(fā)射方向41到壁3的距離d。配置單元46訪問參考數(shù)據(jù)庫52，在該參考數(shù)據(jù)庫中為多個(gè)測(cè)量方向44存儲(chǔ)基站5與壁3的距離d。參考數(shù)據(jù)庫52優(yōu)選在初始化階段中直接在架設(shè)基站5之后被填充相應(yīng)距離測(cè)量。配置單元46在參考數(shù)據(jù)庫52中例如搜索與發(fā)射方向41具有最小偏差的測(cè)量方向44并且取用其相配的距離d。作為替代方案，可選擇與發(fā)射方向41相鄰的測(cè)量方向44(圖7)。發(fā)射方向41的距離d由相鄰測(cè)量方向44的距離d1、d2插值求出。在假設(shè)壁3是平坦且豎直時(shí)，具有不同水平角a的兩個(gè)測(cè)量方向44已為發(fā)射方向41上的距離d提供足夠高的精度。測(cè)量方向44可處于移動(dòng)測(cè)量站6的視域19之外。

光點(diǎn)8在基站坐標(biāo)系15中的坐標(biāo)通過距離d以及由水平角a和在本示例性結(jié)構(gòu)中固定的仰角b形成的發(fā)射方向41唯一地確定。由于光點(diǎn)8至少關(guān)于水平角a靠近標(biāo)記點(diǎn)2，因此光點(diǎn)8的距離d和至少水平角a被用于標(biāo)記點(diǎn)2。標(biāo)記點(diǎn)2的仰角b可在壁3豎直時(shí)基于豎直圖像坐標(biāo)y1、水平角a、距離d和光束40的固定仰角b無須附加測(cè)量地計(jì)算出。所確定的標(biāo)記點(diǎn)2坐標(biāo)有利地以建筑行業(yè)中常見的笛卡爾坐標(biāo)顯示給用戶。

下面說明一種在壁3上的標(biāo)記點(diǎn)2的有利跟蹤階段，其已在初步跟蹤階段的內(nèi)容中描述過的類似方法步驟縮略地示出。壁仍假設(shè)為豎直的且基本平坦的?；?使光束40以恒定角速度圍繞軸線29旋轉(zhuǎn)。移動(dòng)測(cè)量站6例如通過同步信號(hào)與光束40的回轉(zhuǎn)同步。

相機(jī)17拍攝在壁3上的兩個(gè)不同位置上的光點(diǎn)8。相機(jī)17的視向18在此保持不變。相機(jī)17例如可以短的曝光時(shí)間拍攝多個(gè)圖像9。曝光時(shí)間例如在1ms的范圍內(nèi)，以便利用與漫射環(huán)境光相比高度局部化且明亮的光點(diǎn)8獲得良好的信噪比。觸發(fā)器23為每個(gè)圖像9記錄拍攝該圖像9的時(shí)刻。圖像分析單元26在這些圖像9中搜尋第一圖像9，在該第一圖像中光點(diǎn)8成像于第一像點(diǎn)P1上。該圖像9的拍攝時(shí)刻t1配置于像點(diǎn)P1。圖像分析單元26在圖像9中搜尋第二圖像9，在該第二圖像中光點(diǎn)8成像于第二像點(diǎn)P2上。第二像點(diǎn)P2應(yīng)區(qū)別于第一像點(diǎn)P1。否則圖像分析單元26搜尋另一適合的第二圖像9。第二圖像9的拍攝時(shí)刻t2配置于第二像點(diǎn)P2。通過相機(jī)17拍攝圖像9并搜尋具有光點(diǎn)8的圖像9可依次或同時(shí)進(jìn)行。圖8以一個(gè)視圖示出重疊的第一圖像9和第二圖像9。

相機(jī)17也可拍攝圖像9，直至圖像分析單元26在圖像9中識(shí)別在第一像點(diǎn)P1處成像的光點(diǎn)8。相機(jī)17在短的時(shí)間間隔內(nèi)第二次曝光圖像9，由此，光點(diǎn)8成像于第二像點(diǎn)上。該時(shí)間間隔相應(yīng)于旋轉(zhuǎn)頭34循環(huán)時(shí)間的極小部分，由此光點(diǎn)8保持在相機(jī)17的視域19內(nèi)。相機(jī)17也可使用大致相應(yīng)于上述時(shí)間間隔的曝光時(shí)間。光點(diǎn)8在圖像9中繪出一條短線，其端點(diǎn)相應(yīng)于前述像點(diǎn)P1、P2。第二時(shí)刻t2在此配置給曝光時(shí)間的終點(diǎn)。

圖像分析單元26確定第一像點(diǎn)P1的圖像坐標(biāo)x1、y1和第二像點(diǎn)P2的圖像坐標(biāo)x2、y2。此外確定標(biāo)記點(diǎn)2在圖像9中成像的像點(diǎn)S的圖像坐標(biāo)x0、y0?？纱_定標(biāo)記點(diǎn)2關(guān)于成像光點(diǎn)8的相對(duì)位置r(rx、ry)(例如rx＝x0-x1/x2-x1)。在壁3大致平坦時(shí)像點(diǎn)P1、P2與像點(diǎn)S在圖像9中的相對(duì)位置等于光點(diǎn)8關(guān)于標(biāo)記點(diǎn)2在壁3上的相對(duì)位置。

配置單元46確定在這兩個(gè)時(shí)刻t1、t2光束40的發(fā)射方向41和沿發(fā)射方向41到壁3的距離d、即在時(shí)刻t1、t2光點(diǎn)8在基站坐標(biāo)系15中的絕對(duì)位置。借助光點(diǎn)8的絕對(duì)位置可將標(biāo)記點(diǎn)2的相對(duì)位置換算成絕對(duì)位置。將計(jì)算出的位置顯示給用戶。

移動(dòng)測(cè)量站6優(yōu)選事件控制地拍攝圖像9。移動(dòng)測(cè)量站6這樣優(yōu)化圖像9的拍攝，使得在第一時(shí)刻t1光點(diǎn)8成像于圖像9的左邊緣上并且在第二時(shí)刻t2光點(diǎn)8成像于右邊緣上。相機(jī)17一開始在任意時(shí)刻拍攝圖像9，直至光點(diǎn)8在第一圖像9中成像。確定該圖像9的時(shí)刻t0?；?在已知的旋轉(zhuǎn)頭34循環(huán)時(shí)間T內(nèi)再次將光束40定向到相同的發(fā)射方向41上。移動(dòng)測(cè)量站6在確定時(shí)刻t0之后以略小于循環(huán)間距T的時(shí)間間隔拍攝后續(xù)圖像9。下一成像的光點(diǎn)8在圖像9中朝向右邊緣或左邊緣移動(dòng)。時(shí)刻t0可多次迭代地調(diào)整，直至光點(diǎn)8出現(xiàn)在與圖像邊緣希望的距離中，例如與邊緣的距離小于20％圖像寬度。拍攝第一圖像9并且確定相配的時(shí)刻t1。所拍攝的光點(diǎn)8可移至另一圖像邊緣上，其方式為：在第一時(shí)刻t1后以大于循環(huán)時(shí)間T的時(shí)間間隔拍攝圖像。該時(shí)刻多次迭代地調(diào)整，直至光點(diǎn)8與另一圖像邊緣隔開希望距離地成像。拍攝第二圖像9并且確定相配的時(shí)刻t2。配置單元46于是基于時(shí)刻t1、t2——在這些時(shí)刻光點(diǎn)8成像于圖像9左邊緣或右邊緣的像點(diǎn)P1、P2上——確定相應(yīng)的發(fā)射方向41，光點(diǎn)8于時(shí)刻t1、t2沿所述發(fā)射方向41從基站5投影到壁3上。

優(yōu)選在初始化階段中測(cè)量沿特定測(cè)量方向44的距離d并將它們存儲(chǔ)于參考數(shù)據(jù)庫52中。初始化階段例如在基站5架設(shè)到新位置上之后立即進(jìn)行。此外，初始化階段可定期重復(fù)或由用戶手動(dòng)引起。

在初始化階段中旋轉(zhuǎn)頭34優(yōu)選以與在跟蹤階段中相同的過程旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)。示例性旋轉(zhuǎn)頭34僅僅并且完全圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)。但旋轉(zhuǎn)頭34比在跟蹤階段中運(yùn)動(dòng)得要慢。

旋轉(zhuǎn)頭34的定向例如以0.5度至2度的步進(jìn)逐步變化。旋轉(zhuǎn)頭34可在每個(gè)步進(jìn)后停住。距離測(cè)量單元43在離散的、通過旋轉(zhuǎn)頭34的定向產(chǎn)生的測(cè)量方向44上測(cè)量到壁3的距離d。作為替代方案旋轉(zhuǎn)頭34緩慢運(yùn)動(dòng)，例如其角速度小于每秒10度。距離測(cè)量單元43以規(guī)定的時(shí)間間隔、即在離散的測(cè)量方向44上測(cè)量到壁3的距離d。在兩種方案中優(yōu)選由編碼器36確定所述定向。配置單元46關(guān)于定向確定測(cè)量方向44并且將其與測(cè)得的距離d一起存儲(chǔ)在參考數(shù)據(jù)庫52中。由于距離測(cè)量十分費(fèi)時(shí)，因此優(yōu)選每個(gè)定向僅進(jìn)行一次距離測(cè)量。初始化階段例如在光束40圍繞軸線29旋轉(zhuǎn)一周之后結(jié)束。

初始化階段中的角速度小于0.2Hz。光學(xué)測(cè)距儀的測(cè)量持續(xù)時(shí)間對(duì)于2m至50m范圍內(nèi)的距離在技術(shù)上是有限的。跟蹤系統(tǒng)1在初始化階段之后切換到跟蹤階段中。旋轉(zhuǎn)頭34的角速度顯著提高。在跟蹤階段中旋轉(zhuǎn)頭34以高于10Hz的速度圍繞其軸線29旋轉(zhuǎn)。在手持移動(dòng)測(cè)量站6時(shí)尤其需要高的角速度。

初始化階段可定期重復(fù)。為此可中斷跟蹤階段。

另一種方法規(guī)定，用戶或移動(dòng)測(cè)量站6專門請(qǐng)求關(guān)于某一測(cè)量方向44的距離測(cè)量?；?為此切換到初始化階段中。旋轉(zhuǎn)頭34旋轉(zhuǎn)并且當(dāng)?shù)竭_(dá)該測(cè)量方向44時(shí)編碼器36發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。沿測(cè)量方向44發(fā)出用于距離測(cè)量的測(cè)量光束45。測(cè)得的距離d存儲(chǔ)在參考數(shù)據(jù)庫52中。用于這種單次測(cè)量的成本相對(duì)高。首先旋轉(zhuǎn)頭34必須減速到較低的角速度上并且等待直至光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定下來。此外到達(dá)特定測(cè)量方向44要比借助編碼器36測(cè)量當(dāng)前測(cè)量方向44的值更加復(fù)雜。

也可完全省卻初始化階段。例如可將內(nèi)部空間的建筑圖紙存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫54中。用戶將基站5定位于一個(gè)位置上并且定向基站5的零方向30。該位置和零方向30被輸入基站5中。配置單元46在建筑圖紙中測(cè)量沿發(fā)射方向41的距離并且將它們存儲(chǔ)在用于跟蹤階段的參考數(shù)據(jù)庫52中。初始化階段僅在當(dāng)前建筑圖紙中并在該建筑圖紙與實(shí)際內(nèi)部空間充分一致時(shí)工作。

一種跟蹤階段規(guī)定，確定移動(dòng)測(cè)量站6在內(nèi)部空間的絕對(duì)位置55。該絕對(duì)位置通過從基站5到移動(dòng)測(cè)量站6的矢量55說明。該跟蹤階段基于檢測(cè)在壁3上的至少三個(gè)不同位置2上的光點(diǎn)8，但在移動(dòng)測(cè)量站6的同一視向18下進(jìn)行。為了簡(jiǎn)化說明，下面的說明涉及平坦的豎直壁。但跟蹤方法不局限于此，壁可任意傾斜于豎直方向。

示例性基站5使轉(zhuǎn)盤34以恒定角速度圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)。光束40的發(fā)射方向41以恒定重復(fù)率變化。水平角a以該角速度變化，仰角b保持不變。

移動(dòng)測(cè)量站6例如在支架16上水平定向地設(shè)置。相機(jī)17在相同的視向18中在三個(gè)不同像點(diǎn)P1、P2、P3上、即在三個(gè)不同拍攝方向28上檢測(cè)到光點(diǎn)8。包括三個(gè)圖像9的系列圖像在圖10中以一個(gè)圖像9重疊地示出。各圖像9也可通過多次曝光拍攝于一個(gè)圖像中，即該系列僅為一個(gè)圖像?！跋盗小钡奶卣髟谟谝曄?8不變并且光點(diǎn)8成像；系列并非必須多于一個(gè)圖像9。

移動(dòng)測(cè)量站6優(yōu)選事件控制地觸發(fā)圖像9拍攝，以便在視域19上檢測(cè)盡可能相互遠(yuǎn)離分布的、由光點(diǎn)8成像的三個(gè)像點(diǎn)P1、P2、P3。移動(dòng)測(cè)量站6例如可迭代地調(diào)整在連續(xù)拍攝圖像9之間的時(shí)間間隔，直至光點(diǎn)8成像在圖像9的相對(duì)置邊緣上的像點(diǎn)P1、P3上以及成像在靠近圖像9中點(diǎn)的像點(diǎn)P2上。圖像9的拍攝還可限制于發(fā)射方向41與存儲(chǔ)于參考數(shù)據(jù)庫52中的測(cè)量方向44一致的時(shí)刻。相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)可由基站5發(fā)出。這在壁例如基于突出的安裝件、如盥洗盆而不平時(shí)尤為有利。

移動(dòng)測(cè)量站6確定光點(diǎn)8在三個(gè)像點(diǎn)P1、P2、P3上成像的相應(yīng)時(shí)刻t1、t2、t3。配置單元46確定在這三個(gè)時(shí)刻t1、t2、t3的發(fā)射方向41。在所示示例中關(guān)于連續(xù)像點(diǎn)P1、P2、P3的發(fā)射方向41具有增加的水平角a1、a2、a3。此外，配置單元46例如通過訪問參考數(shù)據(jù)庫52確定基站5沿相應(yīng)發(fā)射方向41到壁3的距離d1、d2、d3。在壁3上的光點(diǎn)8關(guān)于基站5的坐標(biāo)K1(a1,d1)；K2(a2,d2)；K3(a3,d3)現(xiàn)在是已知的并且唯一地配置給像點(diǎn)P1(x1,y1)；P2(x2,y2)；P3(x3,y3)。相機(jī)17或移動(dòng)測(cè)量站6關(guān)于基站5的相對(duì)位置、即矢量55可唯一地——至少對(duì)于水平面——確定。矢量55例如可基于三角關(guān)系計(jì)算出。

相機(jī)17位置的確定基于下述考慮。兩個(gè)光點(diǎn)8在壁3上的距離d轉(zhuǎn)換為相配像點(diǎn)P1、P2的定義距離d。該定義距離d取決于兩個(gè)參數(shù)：相機(jī)17到壁3的距離22和朝向壁3的視向18。因此兩對(duì)光點(diǎn)8足以確定這兩個(gè)參數(shù)、即距離22和視向18。兩對(duì)光點(diǎn)可共享一個(gè)光點(diǎn)8。如果相機(jī)17不必水平定向，則需要第四光點(diǎn)8用于第三對(duì)光點(diǎn)8，以便確定相機(jī)17的垂直定向。四個(gè)光點(diǎn)8在此不應(yīng)位于一條線上。

圖11示出一種擴(kuò)展的基站56。該基站56具有前述基站5的所有特征、尤其是在圖5和圖11中設(shè)有相同附圖標(biāo)記的元件。

旋轉(zhuǎn)頭34優(yōu)選僅可圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)。

基站56向不同發(fā)射方向41、58發(fā)出具有兩個(gè)光束40、57的束組。發(fā)射方向41、58優(yōu)選以仰角b、c相區(qū)別。替選地，兩個(gè)光束40、57可以平行并且沿豎直軸線29間隔開超過20cm。第一光束40在壁3上產(chǎn)生第一光點(diǎn)8并且第二光束57在壁3上產(chǎn)生第二光點(diǎn)59。第一光點(diǎn)8沿豎直方向與第二光點(diǎn)59錯(cuò)開。兩個(gè)光束40、57優(yōu)選由相同的光束源39產(chǎn)生。分束器60將一個(gè)光束分為兩個(gè)光束40、57。

基站56也產(chǎn)生兩個(gè)測(cè)量光束45、61。第一測(cè)量光束45發(fā)射向測(cè)量方向44并且從該方向被接收，其優(yōu)選與第一光束40的發(fā)射方向41相同。光束40的發(fā)射方向41和測(cè)量光束45的測(cè)量方向44可偏移恒定角度、如水平角a。旋轉(zhuǎn)頭可旋轉(zhuǎn)該角度，以便也可向每個(gè)測(cè)量方向44發(fā)射光束40。發(fā)射方向41和測(cè)量方向44可具有小的偏移量，只要相關(guān)的測(cè)量誤差可以容忍。第二測(cè)量光束61和第二光束57的關(guān)系與第一測(cè)量光束45和第一光束40相同。第二測(cè)量方向62優(yōu)選具有仰角c。沿第一測(cè)量方向44的距離d通常與沿第二測(cè)量方向62的距離e不同。

基站56可具有可切換的封閉件64，其優(yōu)選設(shè)置在分束器60下游?？汕袚Q的封閉件64可獨(dú)立地阻擋第一測(cè)量光束45和第二測(cè)量光束61。示例性封閉件64可具有可機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的活板。一種優(yōu)選實(shí)施方式使用基于液晶顯示器的、可單獨(dú)變暗的玻璃片?？汕袚Q的封閉件64能實(shí)現(xiàn)借助唯一的距離測(cè)量單元43進(jìn)行距離測(cè)量。在距離測(cè)量時(shí)通過轉(zhuǎn)換脈沖僅使玻璃片之一變?yōu)橥该鞯?，以便僅發(fā)出一個(gè)測(cè)量光束45并且阻擋另一或其它測(cè)量光束61。在初始化階段中進(jìn)行距離測(cè)量。旋轉(zhuǎn)頭34以較低的角速度使測(cè)量光束45、61圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)第一周時(shí)例如阻擋上方的測(cè)量光束61并且在旋轉(zhuǎn)第二周時(shí)阻擋下方的測(cè)量光束45。當(dāng)經(jīng)過零方向30時(shí)由編碼器36產(chǎn)生同步信號(hào)，封閉件64例如可變換透光的玻璃片。

封閉件64也可用于暫時(shí)阻擋一個(gè)或多個(gè)光束40、57。在跟蹤方法中一開始優(yōu)選所有玻璃片是透明的、即所有光束40、57被發(fā)射到壁3上并且產(chǎn)生相互錯(cuò)開的多個(gè)光點(diǎn)8、59。在檢測(cè)圖像9中的光點(diǎn)8、59時(shí)，移動(dòng)測(cè)量站6可要求阻擋一個(gè)或多個(gè)光束40、57，以便確定與成像光點(diǎn)8相配的光束40。例如可在旋轉(zhuǎn)頭34的正好一個(gè)循環(huán)時(shí)間之后拍攝另一圖像9并且檢驗(yàn)光點(diǎn)8是否還成像于該圖像9中。被阻擋光束40的光點(diǎn)8在所述另一圖像9中不再可見。

所顯示的基站56具有正好兩個(gè)光束40、57和兩個(gè)測(cè)量光束45、61。光束40、57和測(cè)量光束45、61的數(shù)量相同，但不局限于兩個(gè)，最多為八個(gè)光束40且具有不同的仰角b、c。分束器60提供一種簡(jiǎn)單的變型方案，以便借助一個(gè)光束源39和一個(gè)距離測(cè)量單元43產(chǎn)生光束40和測(cè)量光束45，但作為替代方案也可使用多個(gè)光束源和多個(gè)距離測(cè)量單元。

圖12示出一種擴(kuò)展方案的基站65。該基站65具有前述基站5的所有特征、尤其是圖5和圖11中設(shè)有相同附圖標(biāo)記的元件?；?5也可與基站56組合。

旋轉(zhuǎn)頭34優(yōu)選可僅圍繞豎直軸線29旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)。

基站65可同時(shí)向不同發(fā)射方向41、67發(fā)出具有兩個(gè)光束40、66的束組，所述發(fā)射方向至少以水平角a相區(qū)別。發(fā)射方向41、67的角度差da是恒定的，因此可在已知第一發(fā)射方向41時(shí)唯一地確定第二發(fā)射方向67，并且反之亦然?；?5由此在壁3上產(chǎn)生第一光點(diǎn)8和沿水平方向與此偏移的第二光點(diǎn)68。優(yōu)選這樣選擇角度差da，使得在以常見方式架設(shè)基站65和移動(dòng)測(cè)量站6時(shí)兩個(gè)光點(diǎn)8、68同時(shí)成像于圖像9中。角度差da優(yōu)選位于視域19的水平角的50％和80％之間的范圍中。

基站65具有第一測(cè)量光束45，其沿第一測(cè)量方向44被發(fā)射并且優(yōu)選從該方向被接收。第一測(cè)量方向44配置給第一發(fā)射方向41，兩者優(yōu)選共線。發(fā)射方向41和測(cè)量方向44也可錯(cuò)開恒定角度，旋轉(zhuǎn)頭34可運(yùn)動(dòng)該角度，以便向每個(gè)測(cè)量方向44發(fā)射光束40。

當(dāng)兩個(gè)發(fā)射方向41、67具有相同的仰角b時(shí)，可省卻第二測(cè)量光束69。旋轉(zhuǎn)頭34簡(jiǎn)單地旋轉(zhuǎn)角度差da，以便沿配置給第二發(fā)射方向67的測(cè)量方向63進(jìn)行距離測(cè)量。在使用兩個(gè)或多個(gè)測(cè)量光束45、69時(shí)，設(shè)置可切換的封閉件64?？汕袚Q的封閉件64僅允許一個(gè)測(cè)量光束45通過并且阻擋其它測(cè)量光束69。通過控制脈沖可選擇哪個(gè)測(cè)量光束45、69通過。

在跟蹤階段中移動(dòng)測(cè)量站6已經(jīng)可在某一時(shí)刻檢測(cè)在不同像點(diǎn)P1、P2上的兩個(gè)光點(diǎn)8、68。一開始相機(jī)17大多僅在圖像中成像兩個(gè)光點(diǎn)8之一。后續(xù)圖像可在小于循環(huán)時(shí)間T的時(shí)間間隔內(nèi)拍攝。光點(diǎn)8由此在圖像中移動(dòng)至一個(gè)圖像邊緣。如果第二光點(diǎn)68在第一光點(diǎn)8離開圖像之前還未出現(xiàn)，則將時(shí)間間隔提高到大于循環(huán)時(shí)間T的值上。第一光點(diǎn)8移動(dòng)至另一邊緣，第二光點(diǎn)68現(xiàn)在應(yīng)出現(xiàn)在圖像中。圖像9拍攝于時(shí)刻t，同時(shí)第一光點(diǎn)8成像于第一像點(diǎn)P1上并且第二光點(diǎn)68成像于第二像點(diǎn)P2上。

發(fā)射方向41、67的分配基于拍攝圖像9的唯一時(shí)刻t進(jìn)行。配置單元46在時(shí)刻t為第一光束40確定相配的發(fā)射方向41、如水平角a1。第二光束66的第二發(fā)射方向67通過將已知且恒定的角度差da與第一發(fā)射方向41相加、如a2＝a1+da計(jì)算得出。

配置單元46通過讀取參考數(shù)據(jù)庫52確定與第一發(fā)射方向41或第二發(fā)射方向67相配的距離d1、d2。

分析單元70隨后確定基站56到移動(dòng)測(cè)量站6的矢量55。

移動(dòng)測(cè)量站71可具有投影儀72。移動(dòng)測(cè)量站71具有前述移動(dòng)測(cè)量站6的所有特征、尤其是圖3中所示的元件。移動(dòng)測(cè)量站71根據(jù)前述跟蹤方法之一確定其位置55和視向18。

投影儀72是不可與相機(jī)17拆開的單元。因此投影儀72關(guān)于相機(jī)17的位置和投影方向73是已知的。優(yōu)選投影方向73和視向18相互平行。投影儀72將建筑圖紙投影于壁3上。移動(dòng)測(cè)量站71通過其無線接口25與存儲(chǔ)有建筑圖紙的數(shù)據(jù)庫74通信。移動(dòng)測(cè)量站71傳輸其位置55和視向18。數(shù)據(jù)庫計(jì)算為投影方向73待顯示的局部和建筑圖紙的旋轉(zhuǎn)并且將建筑圖紙的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)測(cè)量站71。建筑圖紙例如可顯示在壁3中的哪些位置上設(shè)有管道、錨栓、缺口等。用戶可將投影的建筑圖紙與實(shí)際壁3相比較。