用于使用手持设备来利用激光跟踪仪选择、锁定和跟踪后向反射器的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201380020286.3 | 申请日 | 2013-09-13 | 公开(公告)号 | CN104246535A | 公开(公告)日 | 2014-12-24 |
| 申请人 | 法罗技术股份有限公司; | 发明人 | 肯尼斯·斯特菲; 格雷戈里·D·皮斯; 罗伯特·E·布里奇斯; | ||||
| 摘要 | 一种用于利用激光 跟踪 仪(10) 锁 定和跟踪所选的后向 反射器 目标的方法，该方法包括下述步骤：由操作者致动 手持设备 (410)并且发送无线 信号 (420)；通过重复执行下述循环中的步骤并且当满足退出条件时退出循环来向无线消息进行响应：由至少一个后向反射器目标(26)反射锥形光的一部分并且在光敏阵列上捕获阵列图像；确定哪个后向反射器目标(26)满足后向反射器目标准则，满足后向反射器目标准则的后向反射器目标被称为所选的后向反射器目标；确定激光跟踪仪(10)的 位置 检测器是否正在接收由激光跟踪仪(10)发射的光束的反射部分；建立在当位置检测器接收到反射光束并且反射光束来自所选的后向反射器目标时满足退出条件；控制光束朝向所选的后向反射器目标。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于利用激光跟踪仪锁定和跟踪所选的后向反射器目标的方法，所述锁定和跟踪在操作者的指导下被实施，所述方法包括下述步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 用于使用手持设备来利用激光跟踪仪选择、锁定和跟踪后向反射器的方法 背景技术[0001] 本发明涉及坐标测量设备。一组坐标测量设备属于通过将激光束发送到一个点来测量该点的三维(3D)坐标的一类仪器，其中该激光束被后向反射器目标拦截。该仪器通过测量距目标的距离和两个角度来找到该点的坐标。利用诸如绝对测距仪(ADM)或者干涉仪的距离测量设备来测量该距离。利用诸如角度编码器的角度变换器来测量角度。该仪器中的万向光束控制机制将激光束指引至关注的点。这种设备的示例是激光跟踪仪。 [0002] 与激光跟踪仪紧密相关的坐标测量设备是全站仪。最经常用在测量应用中的全站仪可以被用于测量漫散射或者后向反射目标的坐标。在下文中，在广义上使用术语激光跟踪仪以包括全站仪。 [0003] 通常激光跟踪仪将激光束发送到后向反射器目标。一种普通类型的后向反射器目标是球形安装的后向反射器(SMR)，该SMR包括嵌入在金属球中的立体角后向反射器。该立体角后向反射器包括三个互相垂直的镜子。作为三个镜子的交叉的公共点的立体角的顶点，位于球体的中心。常见的做法是放置SMR的球面与测试物体接触并且然后将SMR移至被测表面之上。因为球内的立体角的这种布置，所以从立体角的顶点到测试物体的表面的垂直距离保持恒定而不管SMR的旋转。因此，可以通过将跟踪仪跟随移至表面之上的SMR的3D坐标来找到该表面的3D坐标。 [0004] 激光跟踪仪中的万向机制可以用于将激光束从跟踪仪指引至SMR。由SMR回射的部分光进入激光跟踪仪并且传递至位置检测器上。由跟踪仪控制系统使用照到位置检测器上的光的位置来调整激光跟踪仪的机械方位轴和机械顶点轴的旋转角度以保持激光束集中于SMR上。以这种方式，跟踪仪能够跟随(跟踪)SMR。 [0005] 附接到跟踪仪的机械方位轴和机械顶点轴的诸如角度编码器的角度变换器可以用于确定激光束(相对于参考的跟踪仪框架)的方位角度和顶点角度。由激光跟踪仪获得的一个距离测量和两个角度测量足以完全指定SMR或者其他后向反射器目标的三维位置。 [0006] 正如前面所提及的，可以在激光跟踪仪中找到两种测距仪：干涉仪和绝对测距仪(ADM)。在激光跟踪仪中，干涉仪(如果存在)可以通过对当后向反射器目标在两点之间移动时通过的已知长度(通常是激光的半波长)的增量的数量进行计数来确定从起始点至结束点的距离。如果在测量期间光束中断，则无法准确知道计数值的数目，使得距离信息丢失。相比之下，激光跟踪仪中的ADM确定距后向反射器目标的绝对距离而不考虑光束中断，这也允许在目标之间切换。由此，可以说ADM能够“对准即拍”测量。最初，绝对测距仪仅能够测量静止目标并且由于这个原因绝对测距仪经常与干涉仪一起使用。然而，一些现代的绝对测距仪可以进行快速测量，从而消除了对干涉仪的需求。 [0007] 在跟踪模式下，当SMR在跟踪仪的采集范围中时，激光跟踪仪将自动跟随SMR的运动。如果激光束中断，则跟踪将停止。光束可以通过下述若干方法中的任一种而中断：(1)仪器与SMR之间的障碍；(2)太快以至于仪器无法跟随的SMR的快速运动；或者(3)SMR转动的方向超过SMR的接受角度。在光束中断之后，在一些操作模式下，光束默认保持固定在光束中断处或者在最后命令位置处。对于操作者来说可能需要视觉上搜寻跟踪光束并且将SMR放置在光束中以便将仪器锁定到SMR上并且继续跟踪。正如本文后面所讨论的，在其他操作模式下，光束可以通过摄像系统的使用而被自动导回至SMR。 [0008] 一些激光跟踪仪包括一个或多个相机。相机光轴可以是与测量光束同轴或者从测量光束偏移了固定的距离或角度。相机可以用于提供广阔的视野以定位后向反射器。放置在相机光轴附近的调制光源可以照亮后向反射器，从而使后向反射器更易识别。在这种情况下，后向反射器与照明同相地闪烁，而背景物体不闪烁。这种相机的一个应用是检测视野中的多个后向反射器并且以自动的顺序来测量每一个后向反射器。 [0009] 一些激光跟踪仪具有以六个自由度(DOF)进行测量的能力，可以包括诸如x、y和z的三个坐标以及诸如俯仰角、翻滚角和偏航角的三个旋度。基于激光跟踪仪的若干系统是可用的或者被提出用于测量六个自由度。 [0010] 正如本文以上所说明的，当光束中断时对后向反射器目标的跟踪停止。在一些情况下，操作者有意地建立这样的光束中断——例如，来使用光束以提供用于使靶架或者仪器对准的标记。在另一些情况下，光束中断是不希望的或者不可避免的——例如，当操作者使后向反射器目标旋转过多或者使后向反射器通过从一点移动至另一点的物体后面时。在不希望光束中断的情况下，理想的是提供一种方便地控制光束返回至后向反射器目标上的方式。 [0011] 本领域已知的一种用于方便地控制光束返回至后向反射器目标上的方法是：用锥形光照亮后向反射器，用放置在很接近产生锥形光的光源处的定位相机观察被照亮的后向反射器目标，在包含在定位相机中的光敏阵列上估计后向反射器图像的位置，以及启动激光跟踪仪的电机以驱动来自跟踪仪的光束朝向后向反射器目标。如果需要，可以重复这个动作以将来自跟踪仪的光束锁定到后向反射器目标上。可以由接收相对大量的反射光的位置检测器来识别对后向反射器目标上的光束的锁定。 [0012] 在这个用于控制光束到后向反射器目标上的方法的一个实施方式中，无论何时跟踪仪丢失光束，定位相机系统都自动找到光束并将光束锁定在附近的后向反射器目标上。然而，这个方法在一些方面上受限。在一些情况下，大多数后向反射器目标可以位于测量容积内，并且操作者可能希望将跟踪仪光束引导至与由跟随光束中断的跟踪仪自动选择的目标不同的目标。在另一些情况下，操作者可能希望跟踪仪光束在方向上保持固定，以使得靶架或者仪器可以与跟踪仪光束对齐。 [0013] 围绕这个困难的本领域已知的一种方式是使用手势来控制激光跟踪仪的行为。在使用手势的一个实施方式中，使用一个或多个定位相机和相关联的最接近的光源来跟随后向反射器目标。在这个实施方式中，相机可以通过估计照明的后向反射器目标的运动或者估计来自后向反射器目标的光的功率的模式来检测特定手势。使用手势的潜在缺点在于操作者必须记得跟踪仪命令与手势之间的对应关系。 [0014] 需要一种用于获取后向反射器目标的灵活且方便的方法。在一些情况下，理想的是重获跟随光束中断的后向反射器目标。在另一些情况下，理想的是将中断或者不中断的跟踪仪光束引导至不同的后向反射器目标。 发明内容[0015] 一种用于利用激光跟踪仪锁定和跟踪所选的后向反射器目标的方法，锁定和跟踪在操作者的指导下被实施，该方法包括下述步骤：设置至少一个后向反射器目标；设置激光跟踪仪，该激光跟踪仪具有：结构体、第一光源、测距仪、第一角度变换器、第二角度变换器、位置检测器、相机、第二光源以及处理器，该结构体可绕第一轴和第二轴旋转；该第一光源被配置成产生与测距仪协作的第一光束，该第一角度变换器被配置成测量绕第一轴的旋转的第一角度，该第二角度变换器被配置成测量绕第二轴的旋转的第二角度，该位置检测器被配置成接收反射光束，该反射光束是由后向反射器目标反射的第一光束，该相机包括透镜系统和光敏阵列，该第二光源被配置成提供锥形光，该第一光束和锥形光相对于该结构体是固定的，该第二光源被配置成与相机协作，该相机具有视野，该处理器被配置成操作激光跟踪仪。该方法还包括下述步骤：设置被耦接到激光跟踪仪或者被耦接到与激光跟踪仪通信的计算机的收发器，该收发器包括接收器和可选的发射器；设置被配置成与收发器进行无线通信的手持设备；将至少一个后向反射器目标定位在相机的视野中；由操作者致动手持设备并且响应于致动将无线消息发送至收发器；确定后向反射器目标准则；通过重复执行包括下述步骤(a)至(e)的循环中的步骤并且当满足退出条件时退出循环来对无线消息进行响应：(a)由至少一个后向反射器目标反射锥形光的一部分并且在光敏阵列上捕获阵列图像；(b)确定哪个后向反射器目标满足后向反射器目标准则，该确定至少部分基于阵列图像，满足该后向反射器目标准则的后向反射器目标被称为所选的后向反射器目标；(c)用位置检测器测量信号电平并且基于该信号电平来确定该位置检测器是否正在接收反射光束；(d)建立是否满足退出条件，当且仅当该位置检测器接收到反射光束并且反射光束来自所选的后向反射器目标时满足退出条件；(e)启动第一电机和第二电机来操纵第一光束朝向所选的后向反射器目标；启动第一电机和第二电机来控制反射光束以使得保持反射光束在位置检测器上；以及用测距仪测量距第一后向反射器目标的距离，用第一角度变换器测量距第一后向反射器目标的第三角度，并且用第二角度变换器测量距第一后向反射器目标的第四角度。附图说明 [0016] 现在参考附图，其中，在若干附图中以相同的方式对相同的元件进行编号： [0017] 图1是现有技术的激光跟踪仪的立体图； [0018] 图2是现有技术的激光跟踪仪系统的立体图； [0020] 图4是根据本发明的实施方式的与无线设备一起使用的激光跟踪仪的立体图； [0021] 图5是根据本发明的实施方式的利用定位相机获得反射光的激光跟踪仪的立体图； [0022] 图6是根据本发明的实施方式的将光束发送到后向反射器的激光跟踪仪的立体图； [0023] 图7是示出根据本发明的实施方式的用于选择、锁定以及跟踪后向反射器目标的方法中的步骤的流程图； [0024] 图8是根据本发明的实施方式的其中光束没被锁定到多个后向反射器的场中的任何后向反射器上的激光跟踪仪的立体图； [0026] 图10是根据本发明的实施方式的与包含惯性测量单元的无线设备一起使用的激光跟踪仪的立体图； [0027] 图11是根据本发明的另一个实施方式的与包含惯性测量单元的无线设备一起使用的激光跟踪仪的立体图；以及 [0028] 图12是根据本发明的又一个实施方式的与包含惯性测量单元的无线设备一起使用的激光跟踪仪的立体图。 具体实施方式[0029] 图1示出了现有技术的激光跟踪仪10。激光跟踪仪10的示例性万向光束控制机制12包括被安装在方位底座16上并且绕方位轴20旋转的顶点支架14。负载15被安装在顶点支架14上并且绕顶点轴18旋转。顶点机械旋转轴18和方向机械旋转轴20在万向点22处垂直相交到跟踪仪10的内部，万向点22通常是用于距离测量的原点。激光束46实际上通过万向点22并且指向与顶点轴18垂直。换言之，激光束46在与顶点轴18正交的平面中。激光束46通过在使负载15绕顶点轴18和方位轴20旋转的跟踪仪(未示出)中的电机而被指向期望的方向。跟踪仪(未示出)内部的顶点角度编码器和方向角度编码器被附接到顶点机械轴18和方位机械轴20并且以高精度指示旋转的角度。激光束46行进至诸如上述的球形安装的后向反射器(SMR)的外部后向反射器26。通过测量万向点22与后向反射器26之间的径向距离和绕顶点轴18和方位轴20的旋转角度，在跟踪仪的球面坐标系统中找到后向反射器26的位置。 [0030] 激光束46可以包括一个或多个激光波长。为了清楚和简明起见，在下面的讨论中假设图1所示出的种类的控制机制。然而，其他类型的控制机制也是可能的。例如，可以从绕方位轴和顶点轴旋转的镜子反射激光束。不管控制机制的类型，这里描述的技术都是可适用的。 [0031] 在示例性激光跟踪仪10中，相机52和光源54位于负载15上。光源54照亮一个或多个后向反射器目标26。光源54可以是电驱动以重复发射脉冲光的LED。每个相机52包括光敏阵列和被放置在光敏阵列前面的透镜。光敏阵列可以是CMOS阵列或者CCD阵列。透镜可以具有相对宽的视野，比方说三十度或者四十度。透镜的目的在于在透镜的视野内的物体的光敏阵列上形成图像。每个光源54被放置在相机52附近以使得来自光源54的光从各个后向反射器目标26反射到相机52上。以这种方式，由于后向反射器的图像点比背景物体亮并且是脉冲的，所以在光敏阵列上可以容易地将后向反射器图像与背景区分开。可以存在围绕激光束46的线被放置的两个相机52和两个光源54。通过以这种方式使用两个相机，三角形法则可以用于找到在相机的视野内的任何SMR的三维坐标。此外，随着SMR点到点地移动，可以监视SMR的三维坐标。 [0032] 一个或多个相机和光源的其他布置也是可能的。例如，光源和相机可以是与由跟踪仪发射的激光束同轴的或者接近同轴。在这种情况下，可能需要使用滤光或者类似的方法以避免来自跟踪仪的激光束充满相机的光敏阵列。其他可能的布置是使用位于跟踪仪的负载或底座上的单个相机。 [0033] 如图2所示，辅助单元70通常是现有技术的激光跟踪仪10的一部分。辅助单元70的目的是向激光跟踪仪本体提供电力并且在一些情况下也向系统提供计算能力和时钟能力。可以通过将辅助单元70的功能移入到跟踪仪本体中来完全地除去辅助单元70。在大多数情况下，辅助单元70附接到通用计算机80。加载到通用计算机80上的应用软件可以提供诸如逆向工程的应用能力。还可以通过将通用计算机80的计算能力直接构建在激光跟踪仪10中来除去通用计算机80。在这种情况下，将可能提供键盘和鼠标功能的用户界面构建在激光跟踪仪10中。辅助单元70与计算机80之间的连接可以是无线的或者通过电线的线缆。计算机80可以连接到网络，并且辅助单元70也可以连接到网络。多个仪器例如多个测量仪器或者致动器可以通过计算机80或者辅助单元70连接在一起。 [0034] 激光跟踪仪10可以在其一侧旋转、从上向下旋转，或者以任意方位被放置。在这些情况下，术语方位轴和顶点轴具有与图1所示的方向相同的相对于激光跟踪仪的方向而不管激光跟踪仪10的方位。 [0035] 在另一个实施方式中，由绕方位轴20和顶点轴18旋转的镜子代替负载15。激光束被指引向上并且照到镜子上，激光束从镜子朝向后向反射器26发射。 [0036] 图3是描绘现有技术的维度测量电子装置处理系统1500的框图，现有技术的维度测量电子装置处理系统1500包括：激光跟踪仪电子装置处理系统1510，外围元件1582、1584、1586，计算机1590以及此处用云表示的其他网络部件1600。示例性激光跟踪仪电子装置处理系统1510包括：主处理器1520、负载功能电子装置1530、方位编码器电子装置 1540、顶点编码器电子装置1550、显示器和用户界面(UI)电子装置1560、可移除存储硬件 1565、射频标识(RFID)电子装置1570以及天线1572。负载功能电子装置1530可以包括许多子功能，该子功能包括六DOF电子装置1531、相机电子装置1532、ADM电子装置1533、位置检测器(PSD)电子装置1534以及电平电子装置1535。大部分子功能具有至少一个处理器单元，处理器单元可以是例如数字信号处理器(DSP)或者现场可编程门阵列(FPGA)。电子装置单元1530、1540以及1550因为它们在激光跟踪仪内的位置而如所示是分离的。在实施方式中，负载功能1530位于负载中，而方位编码器电子装置位于方位组件中并且顶点编码器电子装置1550位于顶点组件中。 [0037] 许多类型的外围设备都是可能的，但是此处示出了三种这样的设备：温度传感器1582、六DOF探针1584以及例如可以是智能电话或者遥控装置的个人数字助理1586。借助于诸如相机的视觉系统，并且借助于激光跟踪仪到协作目标如六DOF探针1584的距离和角度读取，激光跟踪仪可以以各种方式与外围设备进行通信，包括经由天线1572进行的无线通信。 [0038] 在实施方式中，分离的通信总线从主处理器1520出发到电子装置单元1530、1540、1550、1560、1565以及1570中的每一个电子装置单元。每个通信线路可以具有例如包括数据线、时钟线以及分帧线的三根串行线。分帧线指示电子装置单元是否应当注意时钟线。如果分帧线指示应当给予注意，则电子装置单元在每个时钟信号处读取数据线的当前值。时钟信号可以对应于例如时钟脉冲的上升沿。在实施方式中，在数据线上以分组的形式发送信息。在实施方式中，每个分组包括地址、数值、数据消息以及校验和。地址指示在电子装置单元内数据消息要被指引到哪里。位置可以例如对应于电子装置单元内的处理器子程序。数值指示数据消息的长度。数据消息包含电子装置单元要执行的数据或者指令。 校验和是用于使在通信线路上发送的错误几率最小化的数值。 [0039] 在实施方式中，主处理器1520将信息分组经由总线1610发送至负载功能电子装置1530，经由总线1611发送至方位编码器电子装置1540，经由总线1612发送至顶点编码器电子装置1550，经由总线1613发送至显示器和UI电子装置1560，经由总线1614发送至可移除存储硬件1565，并且经由总线1616发送至RFID和无线电子装置1570。 [0040] 在实施方式中，主处理器1520还同时将同步(同步)脉冲经由同步总线1630发送到电子装置单元中的每一个电子装置单元。同步脉冲提供一种使通过激光跟踪仪的测量功能收集的值同步的方式。例如，一接收到同步脉冲，方位编码器电子装置1540和顶点电子装置1550就锁存它们的编码器值。类似地，负载功能电子装置1530锁存由包含在负载内的电子装置收集的数据。当给出同步脉冲时，六DOF、ADM以及位置检测器全部都锁存数据。在大多数情况下，相机和倾斜计以比同步脉冲速率更低的速率来收集数据，但是可以以同步脉冲周期的倍数来锁存数据。 [0041] 激光跟踪仪电子装置处理系统1510可以与外部计算机1590进行通信，或者激光跟踪仪电子装置处理系统1510可以在激光跟踪仪内提供计算、显示以及UI功能。激光跟踪仪经由通信链路1606与计算机1590进行通信，通信链路1606例如可以是以太网线路或者无线连接。激光跟踪仪还可以经由通信链路1602与由云表示的其他元件1600进行通信，通信链路1602可以包括诸如以太网电缆的一个或多个电缆以及一个或多个无线连接。元件1600的示例是其他三维测试仪器——例如可以由激光跟踪仪重定位的关节臂CMM。计算机1590与元件1600之间的通信链路1604可以是有线(例如以太网)或者无线的。坐在远程计算机1590旁的操作者可以进行经由以太网或者无线线路到由云1600表示的因特网的连接，这转而经由以太网或者无线线路连接至主处理器1520。以这种方式，用户可以控制远程激光跟踪仪的操作。 [0042] 图4至图7示出了本发明的实施方式中的方法和装置。激光跟踪仪10如图1中那样发送出激光束46，但是在一个实例中该光束中断并且不再与后向反射器目标26对准。在另一个实例中，该光束仍被锁定到后向反射器目标上，但是操作者希望将光束锁定到不同的后向反射器目标上。在任一情况下，操作者例如通过按压按钮或者推动出现在手持设备410的UI上的软按键来致动手持设备410(图7中的步骤705)。致动使得收发器415发射无线信号420，无线信号420可以是例如由分别在计算机80、辅助单元70及跟踪仪65中的一个或多个收发器65A、65B以及65C接收的RF、微波或者红外信号(图7中的步骤708)。 在本文件中，术语收发器用于表示包含发射器、接收器或者发射器和接收器二者的任何设备。辅助单元70可以包含电源和可选的主处理器1520，因此辅助单元70可以被认为是激光跟踪仪65的部分。 [0043] 由一个或多个收发器65A、65B以及65C对无线信号的接收使得软件获得后向发射器目标准则(图7中的步骤710)。后向发射器目标准则是描述跟踪仪要锁定的目标的特征的准则。该准则可以例如是最接近来自激光跟踪仪的光束46的后向发射器。本文后面描述后向发射器目标准则的其它示例。例如，准则可以由操作者通过按压在手持装置的UI上的软按键而选择。准则可以替代地由操作者通过提前选择例如在与激光跟踪仪一起使用的软件的属性或者设定菜单中的默认设定而设置。 [0044] 图4至图6示出了对无线信号420的进一步响应。通过执行使事件的重复序列(图7中的步骤720至740)被执行的软件，一个或多个收发器65A、65B和65C进行响应(图7中的步骤715)。接近每个定位相机52的一个或多个照明器54发出锥形光(图7中的步骤720)，锥形光可以例如通过将光闪亮和闪灭而被及时调制。锥形光可以覆盖相对宽的角度——例如60度。锥形光内的任何后向反射器将光反射回一个或多个相机52(图7中的步骤725)。包括在每个定位相机中的透镜将每个照亮的后向反射器的图像形成在作为相机的一部分的光敏阵列上(图7中的步骤730)。图5示出了将光510发射回定位相机54的附近的后向反射器26。 [0045] 在步骤732中，软件确定哪个后向反射器满足后向反射器准则。例如，如果由操作者选择的后向反射器准则是离跟踪仪光束46最近的后向反射器目标，则软件会估计在(一个或多个)相机的(一个或多个)光敏阵列上的图像的位置以确定是否满足后向反射器准则。基于对两个条件的估计来做出步骤732的决定。首先，软件记录位置检测器是否正在接收后向反射的跟踪仪光束46。如果该光束照在相对接近后向反射器目标的中心，则将由位置检测器接收这种光束。基于由位置检测器提供的信号电平来做出对位置检测器是否接收到后向反射器光的确定。例如，一种类型的位置检测器是具有四个电极的侧面型位置灵敏检测器。通过在四个电极中的每一个电极处增加电压电平，可以确定在位置检测器上出现的总光功率。如果光功率超过预建立的电平，则指示光束46的后向反射部分存在。换言之，在这种情况下，激光跟踪仪锁定在目标上。其次，软件记录在(一个或多个)相机52的(一个或多个)光敏阵列上获得的图像是否对应于满足后向反射器目标准则的后向反射器的位置。如果是这样的情况并且如果位置检测器正在接收跟踪仪光束46的后向反射部分，则如步骤745所示，流程继续跟踪后向反射器目标。否则，在步骤740中，启动方位(AZ)电机和顶点(ZE)电机来驱动跟踪仪光束朝向所选的后向反射器目标。然后重复步骤720至740直到满足步骤735的退出条件为止。 [0046] 在步骤745中，通过启动AZ电机和ZEN电机来初始化对后向反射器目标上的光束的跟踪，以保持光束大致集中在位置检测器上。可以由操作者跟踪后向反射器到关注的位置，在该点处跟踪仪可以用于测量距离和两个角度以确定待测试的物体的三维坐标(图7中的步骤750)。 [0047] 针对图8所示出的其中两个后向反射器26、28在由照明器54发射的锥形光内的情况，示出了步骤710的选择准则的使用。在实施方式中，由操作者选择目标准则，这可以例如在如图9所示的智能电话的IMU软按键上提供。在图9的示例选择中，操作者可以选择：最接近当前光束方向的后向反射器目标、离最近的光束方向最远的后向反射器目标(可以通过围绕锥形光的外缘“拖动”SMR而用于改变跟踪仪的方向)、最快的后向反射器目标(可以用于从静止目标的集合中选择运动目标)、最接近惯性测量单元的后向反射器目标(IMU，如本文后面所讨论的，可以是在智能电话中的IMU)、在IMU被指向的方向上的后向反射器目标(如本文后面所述的)、从图像所选择的后向反射器目标。对于可以提供的选择有许多其他的可能。 [0048] 在另一个实施方式中，提前选择出选择模式作为设定值或者默认值。例如，操作者可能希望总是使跟踪仪光束锁定在最接近IMU的后向反射器目标上或者操作者可能总是希望从图像来选择后向反射器。例如，可以由操作者在与激光跟踪仪一起使用的计算机程序上选择这种设定。 [0049] 用户可以做出的一个选择是，本文所讨论的方法是否仅适用于其中光束中断(不跟踪后向反射器)的情况，或者该方法是否也应该适用于其中光束正在跟踪目标并且操作者希望将后向反射器指引至另一个目标的情况。 [0050] 作为示例，我们考虑图10的情况，但是首先给出关于惯性测量单元(IMU)525的一些背景，惯性测量单元(IMU)525是手持设备510的部分。IMU是提供关于线性运动或旋转运动或者位置的信息作为惯性传感器的结果的设备。惯性传感器的示例是加速度计(是与倾斜计相同的事物)、陀螺仪、磁强计(指南针)以及全球定位系统(GPS)设备。如今对于智能电话包含三维加速度计、三维陀螺仪、指南针以及GPS是常见的。通过建立与激光跟踪仪有关的IMU的初始位置，可以随着时间的过去而得到对IMU的位置相对良好的估计。例如，在由跟踪仪正在测量后向反射器目标时，如果操作者在衬衫口袋里有智能电话，则可以容易地获得手机中的IMU的初始位置。然后智能电话具有被测量的后向反射器目标的近似三维坐标。随着操作者到处移动，手机中的IMU可以提供对后向反射器位置的更新估计。 [0051] 在图10中，光束46被锁定在后向反射器26上，但是操作者希望跟踪该操作者正持有的不同的后向反射器28。操作者正在使用包含惯性测量单元525和收发器515的手持设备510。操作者在图9的UI中选择“最近的IMU”或者通过一些其他方式(诸如通过将“最接近的IMU”作为默认选择)。当操作者致动手持设备以从收发器515发射无线信号时，由收发器65A、65B或者65C接收的无线信号可以开启软件，该软件执行图9的步骤，如图11所示的那样驱动光束46至后向反射器目标28。如以上所讨论的，对于图10和图11所描述的情况，光束最初被锁定在一个目标上，但是被操作者指引至另一个目标。 [0052] 在智能电话和其他手持设备中发现的IMU不仅提供关于智能电话的位置的信息，而且提供关于其中智能电话正指向的方向的信息。该能力可以用于提供图12中所示的有用的测量技术。在图12所示的情况下，由于设备中的IMU 625，因此已知手持设备610的近似位置和方向。通过将手持设备指向期望目标28处，面向后方的相机645可以用于获得在显示屏幕635中心附近的图像638。利用以这种方式定向的手持设备，可以将空间中的线从手持设备610拖至相机52中的每一个相机。这个线可以算术地映射在相机52的光敏阵列中的每一个光敏阵列上和用于确定最接近映射线的那些后向反射器目标的软件上。 [0053] 另一个可能性是使相机52发送图像，该图像表示从激光跟踪仪的视角来看后向反射器目标的相对位置。然后操作者可以选择关注的后向反射器目标。 [0054] 本文以上所描述的手持设备可以是若干不同类型中的任何类型。手持设备可以是遥控装置、移动电话(包括智能电话)、电子平板电脑或者键盘。虽然在大多数情况下无线通信是有利的，但也可以使用本文所描述的利用有线方法的方法——换言之，利用通过有线连接与激光跟踪仪或者关联计算机进行通信的手持设备。 [0056] 因此，认为目前公开的实施方式在所有方面是示意性的并且是无限制的，因此由所附权利要求而不是前面的描述所指示的本发明的范围，以及在权利要求的等效的意义和范围内的所有变化，都包含在本发明的范围中。 |
||||||
