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DE102018113244B3 - Method and apparatus for measuring vibrations of an object using a drone - Google Patents

Method and apparatus for measuring vibrations of an object using a drone Download PDF

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DE102018113244B3
DE102018113244B3 DE102018113244.1A DE102018113244A DE102018113244B3 DE 102018113244 B3 DE102018113244 B3 DE 102018113244B3 DE 102018113244 A DE102018113244 A DE 102018113244A DE 102018113244 B3 DE102018113244 B3 DE 102018113244B3
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DE
Germany
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base station
measuring
interrogation
vibrations
strahlumlenkeinheit
Prior art date
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Active
Application number
DE102018113244.1A
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German (de)
Inventor
Mohamed Alsayed Ahmed M. Ismail
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Priority to PCT/EP2019/061945 priority patent/WO2019233701A1/en
Application granted granted Critical
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S17/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems

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Abstract

Zum Messen von Schwingungen eines großen Objekts (2) wird ein Abfragestrahl (5) von einer Basisstation (7) in einer Vorwärtsrichtung (8) auf eine Strahlumlenkeinheit (9) gerichtet. Von der Strahlumlenkeinheit (9) wird der Abfragestrahl (5) in eine Messrichtung (10) umgelenkt, so dass der Abfragestrahl (5) in der Messrichtung (10) auf einen Bereich (3) des Objekts (2) trifft. Ein von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierter Anteil des Abfragestrahls (5) wird von der Strahlumlenkeinheit (9) in eine der Vorwärtsrichtung (8) entgegengesetzten Rückwärtsrichtung (11) umgelenkt, so dass der von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierte Anteil des Abfragestrahls (5) als Messsignal (12) zurück zu der Basisstation gelangt. In der Basisstation wird das Messsignal (12) hinsichtlich der Schwingungen des Bereichs (3) des Objekts (2) in der Messrichtung (10) analysiert. Um auch die Schwingungen sehr großer Objekte (2) messen können, wird die Strahlumlenkeinheit (9) an einem unbemannten Flugobjekt (13) gelagert und beim Umlenken des von der am Boden (21) abgestützten Basisstation (7) auf die Strahlumlenkeinheit (9) gerichteten Abfragestrahls (5) mit dem unbemannten Flugobjekt (13) geflogen.For measuring vibrations of a large object (2), a interrogation beam (5) from a base station (7) in a forward direction (8) is directed to a beam deflection unit (9). The scanning beam (5) is deflected by the beam deflecting unit (9) in a measuring direction (10) so that the interrogating beam (5) strikes a region (3) of the object (2) in the measuring direction (10). A portion of the interrogation beam (5) reflected by the area (3) of the object (2) opposite to the measuring direction (10) is deflected by the beam deflecting unit (9) in a reverse direction (11) opposite the forward direction (8), so that the distance from The portion (3) of the object (2) which is reflected counter to the measuring direction (10) reaches the portion of the interrogation beam (5) which is reflected back to the base station as a measuring signal (12). In the base station, the measuring signal (12) is analyzed with regard to the vibrations of the region (3) of the object (2) in the measuring direction (10). In order to be able to measure the oscillations of very large objects (2), the beam deflecting unit (9) is mounted on an unmanned flying object (13) and directed to the beam deflecting unit (9) when the base station (7) supported by the base (21) is deflected Query beam (5) with the unmanned flying object (13) flown.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Schwingungen eines Objekts. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Messen von Schwingungen eines Objekts mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8.The invention relates to a method and apparatus for measuring vibrations of an object. In particular, the invention relates to a method for measuring vibrations of an object having the features of the preamble of independent claim 1 and an apparatus for carrying out such a method having the features of the preamble of patent claim 8.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Zur berührungslosen Messung von Schwingungen einer Oberfläche eines Objekts im nieder- bis mittelfrequenten Frequenzbereich sind Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) bekannt. Diese interferometrischen Messsysteme erfassen die Schwingungen eines Bereichs eines Objekts in Richtung eines auf den Bereich gerichteten Laserstrahls. Um großflächig messen zu können, werden diese Messsysteme mit einer Strahlumlenkeinheit, einer sogenannten Laser-Scanning-Unit (LSU), ausgestattet. Die Strahlumlenkeinheit weist in der Regel mindestens einen den Laserstrahl umlenkenden und verschwenkbaren Spiegel auf und erlaubt das automatische Abscannen einer Oberfläche des Objekts. Bei bekannten Strahlumlenkeinheiten erfolgt das Abscannen der Oberfläche ausgehend von einem festen Drehpunkt des Spiegels in Richtung von zwei Raumwinkeln.For the non-contact measurement of vibrations of a surface of an object in the low to medium frequency range laser Doppler vibrometer (LDV) are known. These interferometric measuring systems detect the vibrations of a region of an object in the direction of a laser beam directed onto the region. In order to be able to measure over a large area, these measuring systems are equipped with a beam deflection unit, a so-called laser scanning unit (LSU). As a rule, the beam deflecting unit has at least one mirror which deflects and pivots the laser beam and permits the automatic scanning of a surface of the object. In known Strahlumlenkeinheiten the scanning of the surface takes place starting from a fixed pivot point of the mirror in the direction of two solid angles.

Die EP 2 515 073 A2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anordnen eines Laser-Doppler-Vibrometers beim Scannen. Dabei ist eine Strahlumlenkeinheit in fester Anordnung zu dem abzuscannenden Objekt angeordnet.The EP 2 515 073 A2 discloses a method and apparatus for arranging a laser Doppler vibrometer during scanning. In this case, a Strahlumlenkeinheit is arranged in a fixed arrangement to the object to be scanned.

Dieses bekannte Verfahren und diese bekannte Vorrichtung sind ebenso wie andere, kommerziell erhältliche LDV mit Strahlumlenkeinheit für das Messen von Schwingungen von größeren Objekten, zum Beispiel Bauwerken, wenig geeignet, da sich beim Abscannen eines großen Objekts in Richtung von zwei Raumwinkeln ausgehend von einem festen Punkt flache Winkel zwischen dem auftreffenden Laserstrahl und der Oberfläche des Objekts ergeben, die sich nur durch eine sehr große Distanz zum Objekt vermeiden lassen. Zudem sind der jeweiligen Vorrichtung abgekehrte Oberflächen des Objekts mit dem Laserstrahl oft gar nicht erreichbar.This known method and apparatus, as well as other commercially available beam deflecting LDVs, are not well-suited for measuring vibrations of larger objects, such as structures, when scanning a large object in the direction of two solid angles from a fixed point give flat angles between the incident laser beam and the surface of the object, which can be avoided only by a very large distance to the object. In addition, the respective device remote surfaces of the object with the laser beam are often not accessible.

Um diesen Problemen zu begegnen, muss ein LDV mit einer Strahlumlenkeinheit, die eine Oberfläche eines großen Objekts in Richtung von zwei Raumwinkeln ausgehend von einem festen Punkt abtastet, häufiger umgesetzt werden.To address these problems, an LDV must be implemented more frequently with a beam redirecting unit that scans a surface of a large object in the direction of two solid angles from a fixed point.

Eine bekannte kommerziell erhältliche Lösung für dieses Problem sind industrielle Prüfstände, die mit Roboterarmen zum Umsetzen des LDV mit der Strahlumlenkeinheit ausgestattet sind. Diese Systeme sind extrem kostspielig, in der Regel fest an einem Ort installiert und für sehr große schwingende Objekte, wie beispielsweise Bauwerke, nicht einsetzbar.One known commercially available solution to this problem is industrial test benches equipped with robotic arms for reacting the LDV with the beam deflecting unit. These systems are extremely expensive, usually fixed in one place and can not be used for very large vibrating objects such as structures.

Aus der US 2007 / 0 175 283 A1 sind ein System und ein Verfahren zum Messen von Schwingungen eines Objekts mit den Merkmalen der Oberbegriffe der unabhängigen Patentansprüche bekannt. An dem jeweiligen Objekt, dessen Schwingungen gemessen werden sollen, wird eine reflektierende Markierung befestigt. Ein beabstandet von dem Objekt angeordnetes Optikmodul sendet einen elektromagnetischen Strahl zu der reflektierenden Markierung hin aus und empfängt den reflektierten Strahl. Das Optikmodul demoduliert den reflektierten Strahl, um die Schwingungen des Objekts zu messen. Das Optikmodul kann um verschiedene Achsen verschwenkt werden, um den elektromagnetischen Strahl auf die reflektierende Markierung auszurichten. Das Optikmodul kann auf Schienen gelagert sein, um es linear zu verfahren. Weiterhin kann ein separater Strahlumlenker verwendet werden, um den elektromagnetischen Strahl und den reflektierten Strahl um ein Hindernis herum zu lenken. Der Strahlumlenker kann eine Schwingungsisolationseinheit und eine ferngesteuerte Rotationseinheit zur Änderung seines Umlenkwinkels umfassen.US 2007/0 175 283 A1 discloses a system and a method for measuring vibrations of an object having the features of the preambles of the independent patent claims. At the respective object whose vibrations are to be measured, a reflective mark is attached. An optical module spaced from the object emits an electromagnetic beam toward the reflective marker and receives the reflected beam. The optics module demodulates the reflected beam to measure the vibrations of the object. The optics module can be pivoted about different axes in order to align the electromagnetic beam with the reflective marking. The optical module can be mounted on rails to move it linearly. Furthermore, a separate beam deflector may be used to direct the electromagnetic beam and the reflected beam around an obstacle. The beam deflector may comprise a vibration isolation unit and a remote rotation unit for changing its deflection angle.

Aus der EP 2 511 658 A1 sind ein geodätisches Vermessungssystem und ein Verfahren zur Neupunktbestimmung bekannt. Eine bekannte absolute Position eines Referenzpunkts wird durch eine Referenzkomponente definiert. Mindestens eine Neupunktbestimmungskomponente leitet eine relative Neupunktposition ab. Weiterhin sind gegenseitige relative Referenzinformationen zwischen der Referenzkomponente und der mindestens einen Neupunktbestimmungskomponente ableitbar, insbesondere zum Zwecke einer Referenzierung gegenüber der Referenzpunktposition. Die Referenzkomponente wird durch von einem auto-mobilen, unbemannten, steuerbaren Fluggerät getragen, so dass der mindestens eine Referenzpunkt als mobiler Referenzpunkt bereitgestellt wird. Das Fluggerät ist derart ausgebildet, dass die Referenzkomponente räumlich frei versetzbar und insbesondere im Wesentlichen positionsfest positionierbar ist.From the EP 2 511 658 A1 For example, a geodetic surveying system and a method for determining the new point are known. A known absolute position of a reference point is defined by a reference component. At least one new point determination component derives a relative new point position. Furthermore, mutual relative reference information between the reference component and the at least one new point determination component can be derived, in particular for the purpose of referencing the reference point position. The reference component is carried by an auto-mobile, unmanned, controllable aircraft, so that the at least one reference point is provided as a mobile reference point. The aircraft is designed such that the reference component is spatially freely displaceable and in particular substantially positionally fixed positionable.

Aus der DE 10 2010 033 951 A1 ist eine Anordnung zur mehrdimensionalen Messung von Schwingungen eines Objekts bekannt. Die Anordnung umfasst ein Vibrometer und zwei Ablenkeinheiten, mittels welcher ein Messstrahl des Vibrometers ablenkbar ist. Beim Betrieb der Anordnung wird der Messstrahl des Vibrometers mit der ersten Ablenkeinheit in zwei erste Raumrichtungen abgelenkt, woraufhin wenigstens ein Messstrahl einer ersten Raumrichtung ein zweites Mal derart abgelenkt wird, dass ein Messpunkt eines Objekts aus einer ersten Raumrichtung und einer zweiten Raumrichtung oder aus zwei zweiten Raumrichtungen erfasst wird. Dabei sind die zu untersuchenden Bewegungskomponenten in den Messsignalen enthalten, welche entlang der beiden Raumrichtungen gewonnen werden.From the DE 10 2010 033 951 A1 An arrangement for the multi-dimensional measurement of vibrations of an object is known. The arrangement comprises a vibrometer and two deflection units, by means of which a measuring beam of the vibrometer is deflectable. When operating the arrangement of the measuring beam of the vibrometer with the first Deflection unit deflected in two first spatial directions, whereupon at least one measuring beam of a first spatial direction is deflected a second time such that a measuring point of an object from a first spatial direction and a second spatial direction or two second spatial directions is detected. In this case, the movement components to be examined are contained in the measurement signals, which are obtained along the two spatial directions.

Aus der EP 2 511 656 A1 ist ein Vermessungssystem zur Bestimmung von 3D-Koordinaten von Messpunkten einer Objektoberfläche bekannt. Das Vermessungssystem weist eine Abtastvorrichtung zur punktweisen Vermessung der Messpunkte der Objektoberfläche und zur Bestimmung von inneren Messpunktkoordinaten in einem inneren Abtastkoordinatensystem auf. Weiterhin ist eine Referenzierungsanordnung zur Erzeugung von Referenzierungsinformationen in Form einer äußeren Vermessungsposition und einer Vermessungsausrichtung der Abtastvorrichtung zur Referenzierung der inneren Messpunktkoordinaten in dem äußeren Objektkoordinatensystem vorgesehen. Die Abtastvorrichtung wird dabei von einem unbemannten, steuerbaren, automobilen Fluggerät getragen, das schwebend ausrichtbar und bewegbar ist.From the EP 2 511 656 A1 is a surveying system for determining 3D coordinates of measuring points of an object surface known. The surveying system has a scanning device for the pointwise measurement of the measuring points of the object surface and for the determination of inner measuring point coordinates in an inner scanning coordinate system. Furthermore, a referencing arrangement for generating referencing information in the form of an outer surveying position and a surveying orientation of the scanning device for referencing the inner measuring point coordinates in the outer object coordinate system is provided. The scanning device is carried by an unmanned, controllable, automotive aircraft, which is floating aligned and movable.

Aus der EP 2 511 659 A1 ist ein geodätisches Markierungssystem zur Markierung eines bekannten Zielpunkts mit einer auto-mobilen, unbemannten, fernsteuerbaren Zieleinheit und mit einer geodätischen Positionsbestimmungsanordnung zur äußeren Ist-Positionsbestimmung der Zieleinheit bekannt. Die Zieleinheit ist derart ausgebildet, dass sie zumindest vorübergehend weitestgehend positionsfest positionierbar ist. Des Weiteren trägt die Zieleinheit eine Markiereinheit zur Markierung des Zielpunkts. Eine Steuereinheit des Markiersystems ist derart konfiguriert, dass in Abhängigkeit von der äußeren Ist-Position und einer bekannten Zielpunktposition des Zielpunkts die Zieleinheit in einer definierten Soll-Position relativ zur Zielpunktposition positionierbar ist. Weiterhin ist die Steuereinheit derart konfiguriert, dass unter Berücksichtigung der Ist-Position, der Soll-Position und einer definierten Markierrichtung von der Markiereinheit zum Zielpunkt die Markiereinheit zur Markierung des Zielpunkts steuerbar ist, so dass der Zielpunkt in der definierten Markierrichtung mit geodätischer Genauigkeit markierbar ist.From the EP 2 511 659 A1 is a geodetic marker system for marking a known target point with an auto-mobile, unmanned, remotely controllable target unit and with a geodetic position determination arrangement for determining the external actual position of the target unit known. The target unit is designed in such a way that it can be positioned largely fixed in position at least temporarily. Furthermore, the destination unit carries a marking unit for marking the destination. A control unit of the marking system is configured such that, depending on the outer actual position and a known target point position of the target point, the target unit can be positioned in a defined desired position relative to the target point position. Furthermore, the control unit is configured such that, taking into account the actual position, the desired position and a defined marking direction from the marking unit to the target point, the marking unit for marking the target point is controllable, so that the target point in the defined marking direction can be marked with geodetic accuracy ,

Aus der US 2015 / 0 116 693 A1 ist ein dreidimensionales Mess- und Überwachungssystem bekannt, das eine an einem bekannten Punkt installierte Basiseinheit und mindestens eine bewegliche Messeinrichtung mit einem Prisma zum Retroreflektieren von Licht zur Distanzmessung und von Verfolgungslicht, das von der Basisstation projiziert wird, aufweist. Die bewegliche Messeinrichtung weist eine Hilfsmesseinheit zum Messen von Entfernungen und Winkeln eines zu vermessenden Objekts auf. Mithilfe der beweglichen Messeinrichtung kann eine dreidimensionale Vermessung des jeweiligen Objekts relativ zu der Basisstation auch in Bereichen erfolgen, die für die Basisstation verdeckt sind. Die bewegliche Messeinrichtung kann beispielsweise mit einem unbemannten Flugobjekt geflogen und so gegenüber dem zu vermessenden Objekt positioniert werden.US 2015/0 116 693 A1 discloses a three-dimensional measurement and monitoring system comprising a base unit installed at a known point and at least one movable measuring device having a prism for retroreflecting light for distance measurement and tracking light projected by the base station , having. The movable measuring device has an auxiliary measuring unit for measuring distances and angles of an object to be measured. By means of the movable measuring device, a three-dimensional measurement of the respective object relative to the base station can also take place in areas which are hidden for the base station. The movable measuring device can be flown, for example, with an unmanned flying object and thus positioned with respect to the object to be measured.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 8 aufzuzeigen, mit denen auch Schwingungen abgelegener Bereiche sehr großer Objekte, wie beispielsweise von Bauwerken, messbar sind.The invention has for its object to provide a method having the features of the preamble of independent claim 1 and an apparatus having the features of the preamble of claim 8, with which also oscillations of remote areas of very large objects, such as buildings, are measurable.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.The object of the invention is achieved by a method having the features of independent patent claim 1 and by a device having the features of patent claim 8. Preferred embodiments of the invention of the method and the device according to the invention are defined in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen von Schwingungen eines Objekts, bei dem ein Abfragestrahl von einer Basisstation in einer Vorwärtsrichtung auf eine Strahlumlenkeinheit gerichtet wird, bei dem der Abfragestrahl von der Strahlumlenkeinheit in eine Messrichtung umgelenkt wird, so dass der Abfragestrahl in der Messrichtung auf einen Bereich des Objekts trifft, bei dem ein vom dem Bereich des Objekts entgegen der Messrichtung reflektierter Anteil des Abfragestrahls von der Strahlumlenkeinheit in eine der Vorwärtsrichtung entgegengesetzten Rückwärtsrichtung umgelenkt wird, so dass der von dem Bereich des Objekts entgegen der Messrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls als Messsignal zurück zu der Basisstation gelangt, und bei dem der von dem Bereich des Objekts entgegen der Messrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls in der Basisstation hinsichtlich der Schwingungen des Bereichs des Objekts analysiert wird, wird die Strahlumlenkeinheit an einem unbemannten Flugobjekt gelagert und beim Umlenken des von der am Boden abgestützten Basisstation auf die Strahlumlenkeinheit gerichteten Abfragestrahls mit dem unbemannten Flugobjekt geflogen.In a method of measuring vibrations of an object according to the present invention, in which a scanning beam from a base station is directed in a forward direction to a beam deflecting unit in which the scanning beam is deflected by the beam deflecting unit in a measuring direction so that the scanning beam in the measuring direction is directed to an area of the object, in which a portion of the interrogation beam reflected from the area of the object against the measuring direction is deflected by the beam deflecting unit in a reverse direction opposite the forward direction, so that the portion of the interrogation beam reflected from the area of the object counter to the measuring direction returns as the measurement signal the base station is reached, and in which the portion of the interrogation beam in the base station reflected from the area of the object opposite to the measuring direction is analyzed with respect to the vibrations of the area of the object, the beam deflection unit is operated on an unbeman stored flying object and when deflecting the directed from the ground-based base station on the Strahlumlenkeinheit polling beam with the unmanned aerial object flown.

Die Strahlumlenkeinheit ist durch seine Lagerung an dem unbemannten Flugobjekt mit Hilfe des unbemannten Flugobjekts weitgehend frei im Raum positionierbar. Insbesondere kann die Strahlumlenkeinheit so positioniert werden, dass auch Schwingungen von sehr großen Objekten und von abgelegenen Bereichen solcher großen Objekte, die mit Hilfe einer am Boden abgestützten Strahlumlenkeinheit nicht zugänglich wären, gemessen werden können. Mit dem unbemannten Flugobjekt kann die Strahlumlenkeinheit so positioniert werden, dass der Abfragestrahl in der Messrichtung unter einem zumindest annähernd rechten Winkel oder in einer bestimmten Richtung, in der die Schwingungen des Objekts von Interesse sind, in dem jeweiligen Bereich auf die Oberfläche des Objekts trifft, und durch Fliegen der Strahlumlenkeinheit über das jeweilige Objekt hinweg, kann das Objekt bezüglich Schwingungen seiner Oberfläche großflächig abgetastet werden.The Strahlumlenkeinheit is largely free in space by its storage on the unmanned aerial object with the help of the unmanned aerial object positionable. In particular, the beam deflection unit can be positioned so that vibrations of very large objects and of remote areas of such large objects, which would not be accessible with the aid of a beam deflection unit supported on the ground, can be measured. With the unmanned flying object, the beam deflection unit can be positioned such that the interrogation beam strikes the surface of the object in the respective area at an approximately right angle or in a specific direction in which the oscillations of the object are of interest, and by flying the Strahlumlenkeinheit over the respective object, the object can be scanned over a large area with respect to vibrations of its surface.

Unter einem unbemannten Flugobjekt ist hier insbesondere ein unbemanntes Flugobjekt zu verstehen, das zu einem Flug mit sehr geringen Fluggeschwindigkeiten über Grund und vorzugsweise auch zu einem Schwebeflug geeignet ist. Derartige unbemannte Flugobjekte verfügen vielfach über mehrere Rotoren mit vertikalen Rotorachsen. Die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung geeigneten unbemannten Flugobjekte werden vielfach auch als Drohnen oder als UAV (Unmanned Aerial Vehicle) bezeichnet. Diese Oberbegriffe bezeichnen aber auch unbemannte Flugobjekte, die nicht notwendigerweise zu einem Flug mit sehr geringen Geschwindigkeiten über Grund oder gar zu einem Schwebeflug geeignet sind.Under an unmanned flying object is here in particular an unmanned flying object to understand, which is suitable for a flight with very low speeds over ground and preferably also to a hover. Such unmanned aerial vehicles often have multiple rotors with vertical rotor axes. The unmanned flying objects suitable for carrying out the present invention are often referred to as drones or UAV (Unmanned Aerial Vehicle). However, these generic terms also refer to unmanned flying objects which are not necessarily suitable for flying at very low speeds over ground or even to a hover.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Schwingungen des Objekt selektiv in der Messrichtung erfasst, in der der Abfragestrahl in dem jeweiligen Bereich auf das Objekt trifft, da das Messsignal nur Informationen über diese Komponente der Schwingungen enthält. Durch gleichzeitiges Messen der Schwingungen in mehreren Bereichen und/oder mehreren Messrichtungen können jedoch alle Komponenten der Schwingungen des jeweiligen Objekts gemessen werden.With the method according to the invention, the oscillations of the object are selectively detected in the measuring direction in which the interrogating beam strikes the object in the respective area, since the measuring signal only contains information about this component of the oscillations. By simultaneously measuring the vibrations in several areas and / or several measuring directions, however, all the components of the vibrations of the respective object can be measured.

Zur Positionierung der Strahlumlenkeinheit mit dem unbemannten Flugobjekt gegenüber dem jeweiligen Objekt, dessen Schwingungen zu messen sind, wird das unbemannte Flugobjekt typischerweise ferngesteuert, wobei Steuerbefehle drahtlos oder drahtgebunden an das unbemannte Flugobjekt übertragen werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das unbemannte Flugobjekt mit der Strahlumlenkeinheit in einem Fesselflug zu fliegen, d. h. mit Hilfe von vom Boden aus gespannten Leinen zu steuern oder zu führen.To position the beam deflection unit with the unmanned flying object with respect to the respective object whose vibrations are to be measured, the unmanned flying object is typically remotely controlled, with control commands being transmitted wirelessly or by wire to the unmanned flying object. In principle, however, it is also possible to fly the unmanned flying object with the beam deflecting unit in a tethering flight, i. H. to steer or guide with the help of tethered lines.

Bei der Scanning Laser-Vibrometrie ist es grundsätzlich bekannt, dass eine Strahlumlenkeinheit von dem schwingenden Objekt, dessen Schwingungen gemessen werden sollen, schwingungstechnisch entkoppelt werden muss. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Schwingungen oder andere dynamische Bewegungen der mit dem unbemannten Flugobjekt geflogenen Strahlumlenkeinheit möglicherweise nicht verhindert werden. Die geflogene Strahlumlenkeinheit ist aber von dem Objekt, dessen Schwingungen gemessen werden, schwingungstechnisch entkoppelt. Einflüsse von Schwingungen der Strahlumlenkeinheit auf das Messsignal sind zudem separierbar. Diese Separation kann anhand charakteristischer Frequenzen dieser Einflüsse durchgeführt werden oder auch, indem die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit ihrerseits gemessen werden. So können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Schwingungen der Strahlumlenkeinheit beim Analysieren des Messsignals berücksichtigt werden und dafür durch Analysieren eines in der Rückwärtsrichtung von einem Referenzobjekt an der Strahlumlenkeinheit reflektierten Referenzanteils des Abfragestrahls oder eines Referenzstrahls in der Basisstation gemessen werden.In scanning laser vibrometry, it is generally known that a beam deflecting unit must be decoupled from the oscillating object whose vibrations are to be measured. In the method according to the invention, vibrations or other dynamic movements of the jet deflection unit flown with the unmanned flying object may possibly not be prevented. The flow deflecting unit is, however, decoupled from the object whose vibrations are being measured. Influences of vibrations of the beam deflecting unit on the measurement signal are also separable. This separation can be carried out on the basis of characteristic frequencies of these influences or else by measuring the oscillations of the beam deflection unit in turn. Thus, in the method according to the invention, vibrations of the beam deflection unit can be taken into account when analyzing the measurement signal and measured by analyzing a reference component of the interrogation beam or a reference beam in the base station reflected in the backward direction by a reference object on the beam deflection unit.

Wie schon angesprochen wurde, kann die Strahlumlenkeinheit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Fliegen mit dem Flugobjekt verlagert werden, um den Abfragestrahl nacheinander auf unterschiedliche Bereiche des Objekt oder auch auf verschiedene Objekte zu richten. Weiterhin kann die Strahlumlenkeinheit gegenüber dem Flugobjekt verstellt werden, um den Abfragestrahl nacheinander auf unterschiedliche Bereiche des Objekts oder auf verschiedene Objekte zu richten. Dieses Verstellen der Strahlumlenkeinheit kann eine Richtungsänderung der Messrichtung um eine oder zwei, insbesondere zwei orthogonale Schwenkachsen umfassen. Dazu kann ein Spiegel der Strahlumlenkeinheit gegenüber dem Flugobjekt um die Schwenkachsen verschwenkt werden. Grundsätzlich können an dem unbemannten Flugobjekt auch zwei oder mehr den Abfragestrahl nacheinander umlenkende Spiegel der Strahlumlenkeinheit gelagert sein, die jeweils um eine Schwenkachse verschwenkbar sind, um den Abfragestrahl in mehreren Richtungen um jeweils unterschiedliche Winkel umzulenken.As already mentioned, in the method according to the invention, the beam deflection unit can be displaced by flying with the flying object in order to direct the interrogation beam successively to different areas of the object or also to different objects. Furthermore, the beam deflection unit can be adjusted relative to the flying object in order to direct the interrogation beam successively to different areas of the object or to different objects. This adjustment of the beam deflecting unit may comprise a change of direction of the measuring direction by one or two, in particular two orthogonal pivot axes. For this purpose, a mirror of the beam deflecting unit can be pivoted relative to the flying object about the pivot axes. In principle, two or more mirrors of the beam deflecting unit, which deflect the scanning beam one after the other, can be mounted on the unmanned flying object, each being pivotable about a pivot axis in order to deflect the interrogation beam in different directions by respectively different angles.

Neben der bereits angedeuteten Möglichkeit, das unbemannte Flugobjekt im Fesselflug durch Leinen zu führen, kann das Flugobjekt beim Fliegen der Strahlumlenkeinheit auch mit dem Abfragestrahl oder einem zusätzlichen Führungsstrahl längs der Vorwärtsrichtung geführt werden. Die Führung von Flugobjekten mit einem Führungsstrahl ist grundsätzlich bekannt. Neben der Führung des Flugobjekts mit einem Führungsstrahl längs der Vorwärtsrichtung kann auch eine Führung in mindestens einer weiteren Richtung mit dem oder einem weiteren Führungsstrahl erfolgen, um mit dieser Führung in mehreren Richtungen die Position des Flugobjekts in der Luft vollständig zu definieren.In addition to the already indicated possibility to guide the unmanned flying object in the tethered flight through lines, the flying object can also be guided with the interrogation beam or an additional guide beam along the forward direction when flying the beam deflection unit. The guidance of flying objects with a guide beam is known in principle. In addition to the guidance of the flying object with a guide beam along the forward direction and a guide in at least one other direction with the or another guide beam can be done to completely define the position of the flying object in the air with this guide in several directions.

Bei der Führung des Flugobjekts mit dem Abfragestrahl oder auch dann, wenn das Flugobjekt anderweitig gesteuert wird, kann der Abfragestrahl an der Basisstation beispielsweise um eine vertikale und um eine horizontale Schwenkachse gegenüber dem Boden verschwenkbar sein, um ihn stets auf die mit dem unbemannten Flugobjekt geflogenen Strahlumlenkeinheit zu richten. In the guidance of the flying object with the interrogation beam or even if the flying object is controlled elsewhere, the interrogation beam at the base station, for example, about a vertical and about a horizontal pivot axis relative to the ground to be swiveled to him always flown on the unmanned flying object To direct beam deflection unit.

Der von dem Bereich des Objekts entgegen der Messeinrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls kann insbesondere hinsichtlich der Wellenlänge seiner Strahlung und/oder der Periodenlänge oder der Phase einer dem Abfragestrahl vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit in der Basisstation aufgeprägten Phasen-, Frequenz- oder Amplitudenmodulation analysiert werden. Um diese Analyse durchzuführen, kann der entgegen der Messrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls mit einem von dem Abfragestrahl vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit in der Basisstation abgespaltenen Referenzanteil überlagert werden und die resultierende Interferenz erfasst werden.The portion of the interrogation beam reflected from the area of the object opposite to the measuring device can be analyzed in particular with regard to the wavelength of its radiation and / or the period length or the phase of a phase, frequency or amplitude modulation imposed on the interrogation beam before directing onto the beam deflection unit in the base station , In order to carry out this analysis, the portion of the interrogation beam which is reflected counter to the direction of measurement can be superposed with a reference component split off from the interrogation beam before being directed onto the beam deflection unit in the base station, and the resulting interference can be detected.

Es versteht sich, dass eine interferometrische Analyse des Abfragestrahls einen kohärenten Abfragestrahl mit einer Kohärenzlänge von mindestens der Laufstrecke von der Basisstation zu dem Objekt und zurück voraussetzt. Typischerweise wird der Abfragestrahl ein Laserstrahl sein. Anders gesagt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vielfach um ein solches der Scanning Laser-Vibrometrie oder der Scanning Laser-Doppler-Vibrometrie.It is understood that an interferometric analysis of the interrogation beam requires a coherent interrogation beam having a coherence length of at least the path from the base station to the object and back. Typically, the interrogation beam will be a laser beam. In other words, the method according to the invention is often one of scanning laser vibrometry or scanning laser Doppler vibrometry.

Trotz dieser Möglichkeit, die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit bezüglich ihrer Einflüsse auf das Messsignal zu separieren, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, wenn die Strahlumlenkeinheit von dem Flugobjekt und insbesondere von durch die Antriebe des Flugobjekts angeregten Schwingungen schwingungstechnisch entkoppelt wird. Hierzu kann die Strahlumlenkeinheit in geeigneter Weise elastisch an dem unbemannten Flugobjekt gelagert werden.Despite this possibility to separate the vibrations of the Strahlumlenkeinheit with respect to their influences on the measurement signal, it is in the inventive method advantageous if the Strahlumlenkeinheit is decoupled vibration technology of the flying object and in particular by the drives of the flying object excited vibrations. For this purpose, the beam deflecting unit can be elastically mounted in a suitable manner on the unmanned aerial object.

Bei der Durchführung des Erfindungsgemäßen Verfahrens kann die am Boden abgestützte Basisstation über den Boden verfahren werden, um beispielsweise auch die Schwingungen von sich bewegenden Objekten wie fahrenden Kraftfahrzeugen oder am Boden rollenden Luftfahrzeugen messen zu können.When carrying out the method according to the invention, the base station supported on the ground can be moved over the ground in order, for example, to be able to measure the oscillations of moving objects such as moving motor vehicles or aircraft rolling on the ground.

Das Objekt, dessen Schwingungen nach dem erfindungsgemäße Verfahren gemessen werden, kann auch ein natürliches Objekt, wie eine Bodenoberfläche oder ein Fels sein. Auch solche Objekte können mit Hilfe der mit dem unbemannten Flugobjekt geflogenen Strahlumlenkeinheit großflächig mit dem von den Basisstation ausgesandten Abfragestrahl abgescannt werden.The object whose vibrations are measured by the method according to the invention may also be a natural object, such as a ground surface or a rock. Such objects can also be scanned over a large area with the interrogation beam emitted by the base station with the aid of the beam deflection unit flown with the unmanned aerial object.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Basisstation, die dazu ausgebildet ist, einen Abfragestrahl in einer Vorwärtsrichtung auszusenden und ein Messsignal in Form eines in einer der Vorwärtsrichtung entgegengesetzten Rückwärtsrichtung einfallenden, von einem Bereich eines Objekts reflektierten Anteils des Abfragestrahls hinsichtlich Schwingungen des Bereichs des Objekts zu analysieren, und mit einer Strahlumlenkeinheit, die dazu ausgebildet und angeordnet ist, den Abfragestrahl aus der Vorwärtsrichtung in eine Messrichtung umzulenken, wobei der von dem Bereich des Objekts entgegen der Messrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls von der Strahlumlenkeinheit in die Vorwärtsrichtung umgelenkt wird, so dass der von dem Bereich des Objekts entgegen der Messrichtung reflektierte Anteil des Abfragestrahls als das Messsignal zurück zu der Basisstation gelangt, weist ein unbemanntes Flugobjekt auf, an dem die Strahlumlenkeinheit gelagert ist und das dazu ausgebildet ist, die Strahlumlenkeinheit beim Umlenken des von der am Boden abgestützten Basisstation auf die Strahlumlenkeinheit gerichteten Abfragestrahls zu fliegen.A device according to the invention for carrying out the method according to the invention with a base station which is designed to emit a query beam in a forward direction and a measurement signal in the form of a reverse direction of a reverse direction in a forward direction, reflected by a portion of an object portion of the interrogation beam with respect to vibrations of the area of the object, and with a beam deflection unit, which is designed and arranged to deflect the interrogation beam from the forward direction into a measuring direction, wherein the portion of the interrogation beam reflected from the area of the object counter to the direction of measurement is deflected by the beam deflection unit in the forward direction, so that the portion of the interrogation beam reflected from the area of the object counter to the direction of measurement returns to the base station as the measurement signal, has an unmanned flying object, at which the beam beams unit is mounted and which is adapted to fly the Strahlumlenkeinheit directed at the deflecting the directed from the bottom supported base station on the Strahlumlenkeinheit interrogation beam.

Um die Strahlumlenkeinheit nicht nur mit dem Flugobjekt verfliegen zu können, sondern auch an den verschiedenen Positionen des Flugobjekts im Raum unterschiedlich einzustellen, kann mindestens ein Spiegel der Strahlumlenkeinheit gegenüber dem Flugobjekt motorisch verschwenkbar sein.In order not only to be able to fly the beam deflection unit with the flying object, but also to set it differently in the space at the different positions of the flying object, at least one mirror of the beam deflection unit can be pivoted by a motor relative to the flying object.

Das Flugobjekt kann zur Führung durch den Abfragestrahl, durch einen oder mehrere Führungsstrahlen und/oder durch eine oder mehrere Führungsleinen ausgebildet sein.The flying object can be designed for guidance through the interrogation beam, through one or more guide beams and / or through one or more guide lines.

Die Basisstation kann dazu ausgebildet sein, das Messsignal zu analysieren, und zwar hinsichtlich der Wellenlänge seiner Strahlung und/oder der Periodenlänge oder Phase einer dem Abfragestrahl vor dem Richten auf in der Basisstation aufgeprägten Phasen-, Frequenz- oder Amplitudenmodulation. Dazu kann die Basisstation ein Interferometer aufweisen, das dazu ausgebildet ist, den entgegen der Messrichtung reflektierten Anteil des Abfragestrahls mit einem vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit in der Basisstation von dem Abfragestrahl abgespaltenen Referenzstrahl zu überlagern.The base station may be configured to analyze the measurement signal with respect to the wavelength of its radiation and / or the period length or phase of a phase, frequency or amplitude modulation imposed on the interrogation beam prior to directing in the base station. For this purpose, the base station may comprise an interferometer, which is designed to superimpose the portion of the interrogation beam reflected counter to the measuring direction with a reference beam split off from the interrogation beam before directing to the beam deflecting unit in the base station.

Das bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anwendung kommende Messprinzip kann insbesondere die Laser-Doppler-Vibrometrie sein. Grundsätzlich kann zur Erfassung der Schwingungen aber auch eine Variation der Laufzeit des Abfragestrahls von der Basisstation über die Strahlumlenkeinheit zu dem Objekt und wieder über die Strahlumlenkeinheit zurück zu der Basisstation fortlaufend erfasst und auf Änderungen analysiert werden.The measuring principle used in carrying out the method according to the invention or the use of the device according to the invention may, in particular, be laser Doppler vibrometry. In principle, however, a variation of the transit time of the interrogation beam from the base station can also be used to detect the oscillations be continuously detected via the beam deflection unit to the object and again via the beam deflection unit back to the base station and analyzed for changes.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Referenzmessanordnung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, Schwingungen der Strahlumlenkeinheit durch Analysieren eines in der Rückwärtsrichtung von einem Referenzobjekt an der Strahlumlenkeinheit reflektierten Referenzanteils des Abfragestrahls oder eines Referenzstrahls in der Basisstation zu messen. Diese Schwingungen können dann beim Analysieren des Messsignals berücksichtigt werden.Furthermore, the device according to the invention may comprise a reference measuring arrangement which is designed to measure vibrations of the beam deflecting unit by analyzing a reference portion of the interrogation beam or a reference beam in the base station which is reflected in the backward direction by a reference object on the beam deflecting unit. These vibrations can then be taken into account when analyzing the measurement signal.

Der Abfragestrahl kann insbesondere ein von einem Laser in der Basisstation bereitgestellter Laserstrahl sein.In particular, the interrogation beam may be a laser beam provided by a laser in the base station.

Die an dem unbemannten Flugobjekt gelagerte Strahlumlenkeinheit ist vorzugsweise schwingungstechnisch von dem Flugobjekt entkoppelt, um die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit zu minimieren. Zu den Maßnahmen des Minimierens der Schwingungen der Strahlumlenkeinheit kann es auch gehören, die Strahlumlenkeinheit gegenüber instationären Luftströmungen, die von Antrieben des unbemannten Flugobjekts hervorgerufen werden, abzuschirmen.The beam deflection unit mounted on the unmanned flying object is preferably decoupled from the flying object by vibration technology in order to minimize the vibrations of the beam deflection unit. The measures of minimizing the vibrations of the beam deflecting unit may also include shielding the beam deflecting unit from transient air currents caused by drives of the unmanned flying object.

Es versteht sich, dass dann, wenn die Strahlumlenkeinheit nicht nur längs eines fest orientierten Abfragestrahls mit dem unbemannten Flugobjekt positioniert wird, um das jeweilige Objekt bezüglich seiner Schwingungen abzutasten, der von der Basisstation ausgesandte Abfragestrahl der Strahlumlenkeinheit nachzuführen ist. Wenn das Flugobjekt mit dem Abfragestrahl geführt wird, kann es durch Ändern der Ausrichtung des Abfragestrahls in eine neue Position geführt werden.It is understood that when the beam deflection unit is positioned not only along a fixedly oriented interrogation beam with the unmanned aerial object to scan the respective object for its vibrations, the interrogation beam of the beam deflection unit emitted by the base station is to be tracked. If the flying object is guided with the interrogation beam, it can be guided to a new position by changing the orientation of the interrogation beam.

Weiterhin kann die am Boden abgestützte Basisstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Fahrwerk aufweisen, um sie parallel zu einem sich bewegenden Objekt, dessen Schwingungen zu messen sind, am Boden zu verfahren.Furthermore, the base station supported on the ground of the device according to the invention may comprise a chassis to move it to the ground parallel to a moving object whose vibrations are to be measured.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without thereby altering the subject matter of the appended claims, as regards the disclosure of the original application documents and the patent, further features can be found in the drawings, in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components and their relative arrangement and operative connection. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Spiegel die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Spiegel, zwei Spiegel oder mehr Spiegel vorhanden sind. Die in den Patentansprüchen angeführten Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, die das jeweilige Verfahren oder die jeweilige Vorrichtung aufweist.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". So if, for example, a mirror is mentioned, it is to be understood that exactly one mirror, two mirrors or more mirrors are present. The features cited in the claims may be supplemented by other features or be the only features exhibited by the particular method or device.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

  • 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen von Schwingungen eines anderen Objekts, konkret eines fahrenden Kraftfahrzeugs.
  • 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den 1 und 2 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen von Schwingungen noch eines anderen Objekts, konkret eines Bauwerks in Form einer Brücke.
  • 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den 1 und 2 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen von Schwingungen noch eines anderen Objekts, konkret einer Industrieanlage; und
  • 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den 1 und 2 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Messen von Schwingungen noch eines anderen Objekts, konkret eines Erdbodenabschnitts.
In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
  • 1 schematically shows a device according to the invention in carrying out the method according to the invention.
  • 2 shows the device according to the invention according to 1 in carrying out the method according to the invention for measuring vibrations of another object, specifically a moving motor vehicle.
  • 3 shows the device according to the invention according to the 1 and 2 in carrying out the method according to the invention for measuring oscillations of yet another object, specifically a building in the form of a bridge.
  • 4 shows the device according to the invention according to the 1 and 2 in carrying out the method according to the invention for measuring vibrations of still another object, specifically an industrial plant; and
  • 5 shows the device according to the invention according to the 1 and 2 in carrying out the method according to the invention for measuring vibrations of still another object, specifically a ground section.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Eine in 1 dargestellte Vorrichtung 1 dient zum Messen von Schwingungen eines Objekts 2, konkret von Schwingungen eines Bereichs 3 einer Oberfläche 4 des Objekts 2. Um die Schwingungen der Oberfläche 4 in den Bereich 3 zu messen, wird ein Abfragestrahl 5 in Form eines Laserstrahls 6 von einer Basisstation 7 in einer Vorwärtsrichtung 8 auf eine Strahlumlenkeinheit 9 gerichtet. Die Strahlumlenkeinheit 9 lenkt den Abfragestrahl 5 in eine Messrichtung 10 um, in der er möglichst senkrecht in dem Bereich 3 auf die Oberfläche 4 trifft. Die Messrichtung 10 bestimmt aber auch die Richtung, in der die Schwingungen des Objekts 2 mit der Vorrichtung 1 gemessen werden. Ein von der Oberfläche 4 in den Bereich 3 entgegen der Messrichtung 10 reflektierter Anteil des Abfragestrahls 5 wird von der Strahlumlenkeinheit 9 in eine der Vorwärtsrichtung 8 entgegengesetzte Rückwärtsrichtung 11 umgelenkt und gelangt so als Messsignal 12 zurück zu der Basisstation 7. Dort wird das Messsignal 12 hinsichtlich der Schwingungen des Bereichs 3 der Oberfläche 4 analysiert. Konkret kann eine Frequenzverschiebung des Messsignals 12 gegenüber dem Abfragestrahl 5 erfasst werden, die auf einem Dopplereffekt beruht.An in 1 illustrated device 1 is used to measure vibrations of an object 2 , specifically of vibrations of a sphere 3 a surface 4 of the object 2 , To the vibrations of the surface 4 in the area 3 to measure, becomes a query beam 5 in the form of a laser beam 6 from a base station 7 in a forward direction 8th on a Strahlumlenkeinheit 9 directed. The beam deflecting unit 9 directs the query beam 5 in a measuring direction 10 in order to be as vertical as possible in the area 3 on the surface 4 meets. The measuring direction 10 but also determines the direction in which the vibrations of the object 2 with the device 1 be measured. One from the surface 4 in the area 3 against the measuring direction 10 reflected proportion of the query ray 5 is from the Strahlumlenkeinheit 9 in one of the forward directions 8th opposite reverse direction 11 deflected and thus passes as a measurement signal 12 back to the base station 7 , There is the measuring signal 12 in terms of the vibrations of the area 3 the surface 4 analyzed. Specifically, a frequency shift of the measurement signal 12 opposite the query beam 5 which is based on a Doppler effect.

Grundsätzlich kann der Abfragestrahl 5 auch direkt von der Basisstation 7 auf das Objekt 2 gerichtet werden, um Schwingungen des Objekts 2 zu messen. Ein solcher von der Basisstation 7 direkt auf das Objekt 2 gerichteter Abfragestrahl 5' ist in 1 dargestellt. Auf diese Weise sind aber nur Teilbereiche der Oberfläche 4 für die Messung deren Schwingungen zugänglich. Um mit Hilfe der Strahlumlenkeinheit 9 im Wesentlichen alle Bereiche 3 der Oberfläche 4 auch sehr großer Objekte 2 erreichen zu können, wird die Strahlumlenkeinheit 9 mit Hilfe eines unbemannten Flugobjekts 13 geflogen und so mit Hilfe des unbemannten Flugobjekts 13 gegenüber der am Boden 21 angeordneten Basisstation 7 und dem ebenfalls am Boden 21 angeordneten Objekt 2 positioniert. Das unbemannte Flugobjekt 13 ist ein solches, das zum Schwebeflug geeignet ist und das über eine hier drahtlos ausgebildete Kommunikationsverbindung 14 von einer ebenso wie die Basisstation 7 am Boden 21 angeordneten Steuerung 15 gesteuert wird. Die Steuerung 15 kommuniziert auch mit der Basisstation 7, damit der von der Basisstation 7 ausgehende Abfragestrahl 5 immer auf die Strahlumlenkeinheit 9 an dem unbemannten Flugobjekt 13 trifft. Dazu kann die Basisstation 7 die Vorwärtsrichtung 8 um eine horizontale Achse 16 und eine vertikale Achse 17 verschwenken und dazu ausgebildet sein, mit dem in der Vorwärtsrichtung 8 abgestrahlten Abfragestrahl 5 die Strahlumlenkeinheit 9 an dem unbemannten Flugobjekt 13 zu verfolgen. Konkret kann die Vorwärtsrichtung, in der die Basisstation den Abfragestrahl 5 aussendet, um eine horizontale und eine vertikale Schwenkachse verschwenkt werden, um den Abfragestrahl in beliebigen Raumwinkeln auszurichten. Umgekehrt kann das unbemannte Flugobjekt 13 dazu ausgebildet sein, die Strahlumlenkeinheit 9 immer in der Vorwärtsrichtung 8 von der Basisstation 7 aus anzuordnen. Mit anderen Worten kann das unbemannte Flugobjekt 13 so ausgebildet sein, dass es von dem Abfragestrahl 5 geführt wird.Basically, the query beam 5 also directly from the base station 7 on the object 2 be directed to vibrations of the object 2 to eat. One of the base station 7 directly on the object 2 directed query beam 5 ' is in 1 shown. In this way, however, are only partial areas of the surface 4 accessible for the measurement of their vibrations. To use with the help of the beam deflection unit 9 essentially all areas 3 the surface 4 also very large objects 2 to reach, is the Strahlumlenkeinheit 9 with the help of an unmanned flying object 13 flown and so with the help of the unmanned flying object 13 opposite to the ground 21 arranged base station 7 and also on the ground 21 arranged object 2 positioned. The unmanned aerial object 13 is one that is suitable for hovering and that via a wirelessly formed communication link here 14 one as well as the base station 7 on the ground 21 arranged control 15 is controlled. The control 15 also communicates with the base station 7 so that from the base station 7 outgoing query beam 5 always on the beam deflection unit 9 at the unmanned flying object 13 meets. This can be done by the base station 7 the forward direction 8th around a horizontal axis 16 and a vertical axis 17 pivot and be trained with the in the forward direction 8th radiated interrogation beam 5 the beam deflecting unit 9 at the unmanned flying object 13 to pursue. Specifically, the forward direction in which the base station polls the interrogation beam 5 to pivot a horizontal and a vertical pivot axis to align the interrogation beam at any solid angles. Conversely, the unmanned aerial object 13 be designed to the Strahlumlenkeinheit 9 always in the forward direction 8th from the base station 7 to disperse. In other words, the unmanned aerial object 13 be so designed that it is from the query beam 5 to be led.

Ein Spiegel 23 der Strahlumlenkeinheit 9 ist an dem unbemannten Flugobjekt 13 über eine Schwenkeinrichtung 18 gelagert, die ein motorisches Verschwenken des Spiegels 23 um mindestens eine Schwenkachse ermöglicht, um den Abfragestrahl 5 in der Messrichtung 10 auf unterschiedliche Bereiche 3 des Objekts 2 zu richten. Weiterhin ist eine Lagerung 19 der Strahlumlenkeinheit 9 an dem unbemannten Flugobjekt 13 so ausgebildet, dass sie die Strahlumlenkeinheit 9 von dem unbemannten Flugobjekt 13 schwingungstechnisch entkoppelt. Darüber hinaus kann die Basisstation 7 so ausgebildet sein, dass sie mit dem Abfragesignal 5 oder einem Referenzstrahl bzw. durch Analyse eines Anteils des Abfragestrahls 5 bzw. des Referenzstrahls, der von einem Referenzobjekt an der Strahlumlenkeinheit 9 reflektiert wird, erfasst wird. So können Auswirkungen von Schwingungen der Strahlumlenkeinheit 9 auf das Messsignal 12 separiert werden, wenn diese Auswirkungen nicht aufgrund beispielsweise einer charakteristischen Frequenz erkannt und separiert werden können.A mirror 23 the beam deflection unit 9 is at the unmanned aerial object 13 via a pivoting device 18 stored, which is a motorized pivoting of the mirror 23 allows at least one pivot axis to the interrogation beam 5 in the measuring direction 10 to different areas 3 of the object 2 to judge. Furthermore, a storage 19 the beam deflection unit 9 at the unmanned flying object 13 designed so that they are the Strahlumlenkeinheit 9 from the unmanned flying object 13 vibration-decoupled. In addition, the base station 7 be trained to respond with the interrogation signal 5 or a reference beam or by analyzing a portion of the interrogation beam 5 or the reference beam from a reference object on the beam deflection unit 9 is reflected, is detected. So can effects of vibrations of the beam deflecting unit 9 on the measurement signal 12 be separated if these effects can not be detected and separated on the basis of, for example, a characteristic frequency.

Während 1 ein nicht näher spezifiziertes Objekt 2 zeigt, dessen Schwingungen mit der Vorrichtung 1 gemessen werden, zeigt 2 als Objekt 2 ein fahrendes Kraftfahrzeug 20. Weiterhin ist in 2 das unbemannte Flugobjekt 13 auch in einer zweiten Stellung 13' gezeigt, die verdeutlicht, wie in dieser zweiten Stellung ein anderer Bereich 3' der Oberfläche 4 des Objekts 2 hinsichtlich seiner Schwingungen mit dem Abfragestrahl 5 gemessen werden kann. Grundsätzlich können auch mehrere Strahlumlenkeinheiten 9 mit mehreren Flugobjekten gleichzeitig geflogen werden, wobei der Abfragestrahl 5 von der Basisstation 7 wechselweise auf die Strahlumlenkeinheiten 9 gerichtet wird oder die Basisstation 7 jeweils einen Abfragestrahl auf jede der Strahlumlenkeinheiten 9 richtet. Weiterhin ist zu 2 anzumerken, dass hier die Schwenkeinrichtung der Lagerung 19 der Strahlumlenkeinheit 9 an dem unbemannten Flugobjekt 13 nicht explizit dargestellt ist, obwohl sie auch hier vorhanden ist.While 1 an unspecified object 2 shows its vibrations with the device 1 be measured, shows 2 as an object 2 a moving motor vehicle 20 , Furthermore, in 2 the unmanned flying object 13 also in a second position 13 ' which illustrates how, in this second position, another area 3 ' the surface 4 of the object 2 in terms of its vibrations with the interrogation beam 5 can be measured. In principle, several Strahlumlenkeinheiten 9 be flown with several flying objects at the same time, the query beam 5 from the base station 7 alternately on the Strahlumlenkeinheiten 9 is directed or the base station 7 one interrogation beam on each of the beam deflection units 9 directed. Furthermore, it is too 2 to note that here the pivoting device of storage 19 the beam deflection unit 9 at the unmanned flying object 13 is not explicitly shown, although it is also present here.

Auch in 3 ist die Schwenkeinrichtung 18 der Lagerung 19 der Strahlumlenkeinheit 9 an dem unbemannten Flugobjekt 13 nicht separat dargestellt. Dennoch gilt auch hier, dass der Spiegel 23 der Strahlumlenkeinheit 9 motorisch gegenüber dem unbemannten Flugobjekt 13 verschwenkbar ist, um die Messrichtung 10 auf unterschiedliche Bereiche 3, 3' der Oberfläche 3 des Objekts 2 zu richten, dessen Schwingungen zu messen sind. Bei dem Objekt 2 handelt es sich hier um ein Bauwerk 22, konkret eine Brücke. Bei einem solchen Bauwerk 22 sind Messungen der Schwingungen vieler Bereiche 3 mit dem Abfragestrahl 5 ausgehend von einer am Boden 21 abgestützten Basisstation selbst bei Verwendung einer zusätzlichen am Boden 21 abgestützten Strahlumlenkeinheit 9 nicht sinnvoll möglich. Die an dem unbemannten Flugobjekt 13 gelagerte Strahlumlenkeinheit 9 kann mit dem unbemannten Flugobjekt 13 jedoch in nahezu beliebige Positionen gegenüber dem Objekt 2 und der Basisstation 7 geflogen werden. So kann das Abfragesignal 5 mit der Strahlumlenkeinheit 9 auf beliebige Bereiche 3, 3' des Objekts 2 ausgerichtet werden, und zwar auch so, dass der Abfragestrahl 5 in der jeweiligen Messrichtung 10, 10' zumindest in etwa senkrecht oder in einer bestimmten Richtung, in der die Schwingungen des Objekts 2 von Interesse sind, auf die Oberfläche 4 des Objekts 2 fällt.Also in 3 is the pivoting device 18 storage 19 the beam deflection unit 9 at the unmanned flying object 13 not shown separately. Nevertheless, here too, the mirror applies 23 the beam deflection unit 9 motor opposite the unmanned aerial object 13 is pivotable to the measuring direction 10 to different areas 3 . 3 ' the surface 3 of the object 2 to judge whose vibrations are to be measured. At the object 2 this is a building 22 , specifically a bridge. In such a structure 22 are measurements of the vibrations of many areas 3 with the query beam 5 starting from one on the ground 21 supported base station even when using an additional on the ground 21 supported beam deflection unit 9 not possible. The at the unmanned flying object 13 mounted beam deflection unit 9 can with the unmanned aerial object 13 however, in almost any position with respect to the object 2 and the base station 7 to be flown. So can the interrogation signal 5 with the beam deflection unit 9 on any areas 3 . 3 ' of the object 2 be aligned, and in such a way that the query beam 5 in the respective measuring direction 10 . 10 ' at least approximately perpendicular or in a certain direction, in which the vibrations of the object 2 are of interest to the surface 4 of the object 2 falls.

Die in 4 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und des erfindungsgemäßen Verfahrens misst Schwingungen von Oberflächen 4 einer Industrieanlage 24 als Objekt 2, um die Industrieanlage 4 beispielsweise in sicherheitstechnischer Hinsicht zu überwachen. Konkret können die überwachten Teile der Industrieanlage 24 verschiedene Druckbehälter oder Schutzmäntel, auch von Kernenergieanlagen, sein.In the 4 illustrated embodiment of the device according to the invention 1 and the method of the invention measures vibrations of surfaces 4 an industrial plant 24 as an object 2 to the industrial plant 4 For example, to monitor in terms of safety. Specifically, the monitored parts of the industrial plant 24 various pressure vessels or protective coats, even of nuclear power plants, be.

Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Basisstation 7 zusammen mit der Steuerung 15 auf einem Fahrwerk 27 angeordnet, und die Basisstation 7 kann zusammen mit der Steuerung 15 auch während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Fahrwerk 27 über den Boden 21 verfahren werden. Das Fahrwerk 27 kann aber auch ausschließlich dazu vorgesehen sein, die Basisstation 7 zusammen mit der Steuerung 15 für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu positionieren. In der Ausführungsform gemäß 5 dient das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen von Schwingungen der Oberfläche 4 eines Objekts 2 in Form eines Erdbodenabschnitts 25. Dabei wird der Erdbodenabschnitt 25 längs eines Abtastpfads 26 mit dem Bereich 3, in dem der Abfragestrahl 5 auf die Oberfläche 4 auftritt, abgetastet. Das Messen der Schwingungen der Oberfläche 4 des Erdbodenabschnitts 25 kann z. B. im Rahmen von seismologischen Untersuchungen zur Ermittlung von Lagerstätten von Bodenschätzen oder zur Überprüfung der Sicherheit von Berghängen gegenüber Lawinenbildung oder dergleichen erfolgen. Weiterhin ist die Anwendung zu landwirtschaftlichen Zwecken zur Bodencharakterisierung und zur Ermittlung von Insektenpopulationen, Pflanzenbeständen, die sich durch unterschiedliche Schwingungen auszeichnen, oder dergleichen möglich.At the in 5 illustrated embodiment of the device according to the invention 1 and the method according to the invention is the base station 7 together with the controller 15 on a landing gear 27 arranged, and the base station 7 can work together with the controller 15 also during the implementation of the method according to the invention with the chassis 27 over the ground 21 be moved. The chassis 27 but can also be provided exclusively to the base station 7 together with the controller 15 to position for carrying out the method according to the invention. In the embodiment according to 5 the method according to the invention serves to detect vibrations of the surface 4 an object 2 in the form of a ground section 25 , This will be the ground section 25 along a scanning path 26 with the area 3 in which the query beam 5 on the surface 4 occurs, scanned. Measuring the vibrations of the surface 4 of the ground section 25 can z. B. in the context of seismological investigations to identify deposits of mineral resources or to verify the safety of mountain slopes against avalanche or the like. Furthermore, the application for agricultural purposes for soil characterization and for the detection of insect populations, plant stands, which are characterized by different vibrations, or the like is possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungcontraption
22
Objektobject
33
BereichArea
44
Oberflächesurface
55
Abfragestrahlinterrogating beam
66
Laserstrahllaser beam
77
Basisstationbase station
88th
Vorwärtsrichtungforward direction
99
Strahlumlenkeinheitbeam deflecting
1010
Messrichtungmeasuring direction
1111
Rückwärtsrichtungreverse direction
1212
Messsignalmeasuring signal
1313
Flugobjektflying object
1414
SignalübertragungsstreckeSignal transmission path
1515
Steuerungcontrol
1616
horizontale Schwenkachsehorizontal swivel axis
1717
vertikale Schwenkachsevertical pivot axis
1818
SchwenkeinrichtungPivot means
1919
Lagerungstorage
2020
Kraftfahrzeugmotor vehicle
2121
Bodenground
2222
Gebäudebuilding
2323
Spiegelmirror
2424
Industrieanlageindustrial plant
2525
ErdbodenabschnittErdbodenabschnitt
2626
Abtastpfadscan
2727
Fahrwerklanding gear

Claims (16)

Verfahren zum Messen von Schwingungen eines Objekts (2), - wobei ein Abfragestrahl (5) von einer Basisstation (7) in einer Vorwärtsrichtung (8) auf eine Strahlumlenkeinheit (9) gerichtet wird, - wobei der Abfragestrahl (5) von der Strahlumlenkeinheit (9) in eine Messrichtung (10) umgelenkt wird, so dass der Abfragestrahl (5) in der Messrichtung (10) auf einen Bereich (3) des Objekts (2) trifft, - wobei ein von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierter Anteil des Abfragestrahls (5) von der Strahlumlenkeinheit (9) in eine der Vorwärtsrichtung (8) entgegengesetzten Rückwärtsrichtung (10) umgelenkt wird, so dass der von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierte Anteil des Abfragestrahls (5) als Messsignal (12) zurück zu der Basisstation (7) gelangt, und - wobei das Messsignal (12) in der Basisstation (7) hinsichtlich der Schwingungen des Bereichs (3) des Objekts (2) analysiert wird, dadurch gekennzeichnet, - dass die Strahlumlenkeinheit (9) an einem unbemannten Flugobjekt (13) gelagert wird, - dass die Strahlumlenkeinheit (9) beim Umlenken des von der am Boden (21) abgestützten Basisstation (7) auf die Strahlumlenkeinheit (9) gerichteten Abfragestrahls (5) mit dem unbemannten Flugobjekt (13) geflogen wird, und - dass Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) beim Analysieren des Messsignals (12) in der Basisstation (7) berücksichtigt werden, wobei Einflüsse der Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) auf das Messsignal (12) anhand charakteristischer Frequenzen dieser Einflüsse separiert werden oder auch indem die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) ihrerseits gemessen werden.Method for measuring oscillations of an object (2), wherein a query beam (5) from a base station (7) in a forward direction (8) on a beam deflecting unit (9) is directed, - wherein the interrogation beam (5) by the beam deflecting unit (9) in a measuring direction (10) is deflected, so in that the interrogation beam (5) strikes a region (3) of the object (2) in the measuring direction (10), - a portion of the interrogation beam (15) reflected from the region (3) of the object (2) counter to the measuring direction (10). 5) is deflected by the beam deflection unit (9) in a reverse direction (10) opposite the forward direction (8), so that the portion of the interrogation beam (5) reflected by the area (3) of the object (2) against the measuring direction (10) as measuring signal (12) goes back to the base station (7), and - wherein the measuring signal (12) in the base station (7) with respect to the oscillations of the region (3) of the object (2) is analyzed, characterized in that - Beam deflecting unit (9) on an unmanned flying object ( 13) is stored, - that the Strahlumlenkeinheit (9) when deflecting the of the bottom (21) supported base station (7) on the Strahlumlenkeinheit (9) directed polling beam (5) with the unmanned flying object (13) is flown, and in that vibrations of the beam deflection unit (9) are taken into account when analyzing the measurement signal (12) in the base station (7), wherein influences of the vibrations of the beam deflection unit (9) on the measurement signal (12) are separated on the basis of characteristic frequencies of these influences or also by the vibrations the Strahlumlenkeinheit (9) in turn be measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) durch Analysieren eines in der Rückwärtsrichtung von einem Referenzobjekt an der Strahlumlenkeinheit (9) reflektierten Referenzanteils des Abfragestrahls (5) oder eines Referenzstrahls in der Basisstation (7) gemessen werden.Method according to Claim 1 characterized in that the vibrations of the beam deflecting unit (9) are measured by analyzing a reference portion of the interrogation beam (5) reflected in the backward direction from a reference object on the beam deflecting unit (9) or a reference beam in the base station (7). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkeinheit (9) durch Fliegen mit dem Flugobjekt (13) verlagert und/oder gegenüber dem Flugobjekt (13) verschwenkt wird, um den Abfragestrahl (5) nacheinander auf unterschiedliche Bereiche (3) des Objekts (2) und/oder auf verschiedene Objekte (2) zu richten.Method according to Claim 1 or 2 characterized in that the beam deflecting unit (9) is displaced by flying with the flying object (13) and / or pivoted relative to the flying object (13) to move the scanning beam (5) successively to different areas (3) of the object (2) and / or to different objects (2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Flugobjekt (13) beim Fliegen der Strahlumlenkeinheit (9) mit dem Abfragestrahl (5) oder einem Führungsstrahl längs der Vorwärtsrichtung (8) geführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the flying object (13) when flying the Strahlumlenkeinheit (9) with the interrogation beam (5) or a guide beam along the forward direction (8) is guided. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (12) analysiert wird hinsichtlich - der Wellenlänge seiner Strahlung und/oder - der Periodenlänge oder der Phase einer dem Abfragestrahl (5) vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit (9) in der Basisstation (7) aufgeprägten Phasen-, Frequenz- oder Amplitudenmodulation.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal (12) is analyzed with respect to - the wavelength of its radiation and / or - the period length or the phase of the interrogation beam (5) before directing the beam deflecting unit (9) in the Base station (7) impressed phase, frequency or amplitude modulation. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (12) mit einem von dem Abfragestrahl (5) vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit (9) in der Basisstation (7) abgespaltenen Referenzanteil überlagert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal (12) is superimposed with a reference component split off from the interrogation beam (5) before directing to the beam deflecting unit (9) in the base station (7). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (7) über den Boden (21) verfahren wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base station (7) is moved over the bottom (21). Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit - einer Basisstation (7), die dazu ausgebildet ist, einen Abfragestrahl (5) in einer Vorwärtsrichtung (8) auszusenden und ein Messsignal (12) in Form eines in einer der Vorwärtsrichtung (8) entgegen gesetzten Rückwärtsrichtung (11) einfallenden, von einem Bereich (3) eines Objekts (2) reflektierten Anteil des Abfragestrahls (5) hinsichtlich Schwingungen des Bereichs (3) des Objekts (2) zu analysieren, und - einer Strahlumlenkeinheit (9), die dazu ausgebildet und anordbar ist, den Abfragestrahl (5) aus der Vorwärtsrichtung (8) in eine Messrichtung (10) umzulenken, wobei der von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierte Anteil des Abfragestrahls (1) von der Strahlumlenkeinheit (9) in die Rückwärtsrichtung (11) umgelenkt wird, so dass der von dem Bereich (3) des Objekts (2) entgegen der Messrichtung (10) reflektierte Anteil des Abfragestrahls (5) zurück zu der Basisstation (7) gelangt, gekennzeichnet durch - ein unbemanntes Flugobjekt (13), an dem die Strahlumlenkeinheit (9) gelagert ist und das dazu ausgebildet ist, die Strahlumlenkeinheit (9) beim Umlenken des von der am Boden (21) abgestützten Basisstation (7) auf die Strahlumlenkeinheit (9) gerichteten Abfragestrahls (5) zu fliegen, - wobei die Basisstation (7) dazu ausgebildet ist, beim Analysieren des Messsignals (12) Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) zu berücksichtigen, indem sie Einflüsse der Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) auf das Messsignal (12) anhand charakteristischer Frequenzen dieser Einflüsse separiert oder auch indem sie die Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) ihrerseits misst.Device (1) for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising - a base station (7) which is designed to emit a interrogation beam (5) in a forward direction (8) and a measurement signal (12) in the form of one in one of the Forward direction (8) opposite reverse direction (11) incident, of a region (3) of an object (2) reflected proportion of the interrogation beam (5) to analyze vibrations of the region (3) of the object (2), and - a Strahlumlenkeinheit ( 9) which is designed and can be arranged to deflect the interrogation beam (5) from the forward direction (8) into a measuring direction (10), wherein the portion reflected by the region (3) of the object (2) counter to the measuring direction (10) of the interrogation beam (1) is deflected by the beam deflecting unit (9) in the backward direction (11), so that the portion of the interrogation beam (5) reflected by the region (3) of the object (2) against the measuring direction (10) returns, for example u of the base station (7), characterized by - an unmanned flying object (13) on which the Strahlumlenkeinheit (9) is mounted and which is adapted to the Strahlumlenkeinheit (9) during deflection of the bottom of the (21) supported base station (7) scanning beam (5) directed towards the beam deflection unit (9), wherein the base station (7) is designed to take vibrations of the beam deflection unit (9) into account when analyzing the measurement signal (12) by influencing the vibrations of the vibrations Strahlumlenkeinheit (9) on the measurement signal (12) on the basis of characteristic frequencies of these influences separated or by measuring the oscillations of the Strahlumlenkeinheit (9) in turn. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Referenzmessanordnung vorhanden ist, die dazu ausgebildet ist, Schwingungen der Strahlumlenkeinheit (9) durch Analysieren eines in der Rückwärtsrichtung (11) von einem Referenzobjekt an der Strahlumlenkeinheit (9) reflektierten Referenzanteils des Abfragestrahls (5) oder eines Referenzstrahls in der Basisstation (7) zu messen.Device (1) according to Claim 8 , characterized in that a reference measuring arrangement is provided which is adapted to analyze vibrations of the beam deflecting unit (9) a reference portion of the interrogation beam (5) or a reference beam in the base station (7) reflected in the backward direction (11) from a reference object on the beam deflecting unit (9). Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkeinheit (9) mindestens einen gegenüber dem Flugobjekt (13) motorisch verschwenkbaren Spiegel (23) zum Umlenken des Abfragestrahls aufweist.Device (1) according to Claim 8 or 9 , characterized in that the Strahlumlenkeinheit (9) at least one with respect to the flying object (13) has a motor pivotable mirror (23) for deflecting the Abfragestrahls. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Flugobjekt (13) zur Führung durch den Abfragestrahl (5) oder einen Führungsstrahl ausgebildet ist.Device (1) according to one of Claims 8 to 10 , characterized in that the flying object (13) is designed for guidance through the interrogation beam (5) or a guide beam. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (7) dazu ausgebildet ist, das Messsignal (12) hinsichtlich - der Wellenlänge seiner Strahlung und/oder - der Periodenlänge oder Phase einer dem Abfragestrahl (5) vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit (9) in der Basisstation (7) aufgeprägten Phasen-, Frequenz- oder Amplitudenmodulation zu analysieren.Device according to one of Claims 8 to 11 , characterized in that the base station (7) is adapted to the measurement signal (12) with respect to - the wavelength of its radiation and / or - the period length or phase of the interrogation beam (5) prior to directing the Strahlumlenkeinheit (9) in the Base station (7) to analyze imposed phase, frequency or amplitude modulation. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation (7) ein Interferometer aufweist, das dazu ausgebildet ist, das Messsignal (12) mit einem von dem Abfragestrahl (5) vor dem Richten auf die Strahlumlenkeinheit (9) in der Basisstation (7) abgespaltenen Referenzanteil zu überlagern.Device (1) according to one of Claims 8 to 12 , characterized in that the base station (7) comprises an interferometer, which is adapted to the measurement signal (12) with one of the interrogation beam (5) before judging the Strahlumlenkeinheit (9) split off in the base station (7) reference component overlap. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die am Boden abgestützte Basisstation (7) ein Fahrwerk (27) aufweist und dazu ausgebildet ist, parallel zu einem sich bewegenden Objekt am Boden verfahren zu werden.Device (1) according to one of Claims 8 to 13 , characterized in that the base station (7) supported on the ground comprises a chassis (27) and is designed to be moved parallel to a moving object on the ground. Verfahren oder Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfragestrahl (5) ein Laserstrahl (6) ist.Method or device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the interrogation beam (5) is a laser beam (6). Verfahren oder Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlumlenkeinheit (9) von dem Flugobjekt (13) schwingungstechnisch entkoppelt ist.Method or device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam deflecting unit (9) is decoupled from the flying object (13) in terms of vibration technology.
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