DE2235318A1 - Verfahren zur opto-elektronischen messung von durch umwelteinfluesse in der entfernung begrenzter punkte nach abstand und relativer hoehe und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zur opto-elektronischen messung von durch umwelteinfluesse in der entfernung begrenzter punkte nach abstand und relativer hoehe und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrensInfo
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Description
nach Abstand und relativer Höh« und Anordnung «ur
Durchführung dieses Verfahrene
Di« Erfindung besieht eich auf «in Verfahren tut optoelektronischen
Veraessung beliebiger - nur durch UaweltelnflUsse
la der Entfernung begrenzter - Punkte nach Abstand und relativer Höhe mit hoher Genauigkeit in einesi
Arbeitsgang*
Hit den bisherigen Anordnungen ist ee nicht möglichs In
einen Arbeitsgang Höhe und Entfernung *u massen. Bas
neueste Verfahren hlersu sieht: die Zusaaraenarbait bsv.
Kombination einer Entfernungsmessung Bit oiner Vertikal-Wlnkelraassung
vor- Aus diesen beiden Hessungen wird mit flilfe der trigonometrischen Funktionen die Höhe ermittelt.
Dieses Verfahren 1st jedoch »it den Nachteil behaftet, daß
dl· verwendeten EntfernungsaelgerMte nur eine relative
Messung» uncbhängig von der Entfernung, auf - lern durchführen
können. Weiterhin ist es nicht möglich, die
atmosphärischen Bedingungen, wie beispielsweise teoperatur,
Luftdruck ucw. für die Messungen sur Ermittlung der Höhe
tu eliminieren, da dafür die KeSetrecka nur cinnai optisch
durchlaufen wird. Man versucht, diese Umgebungebedingungen durch theoretische Korrektur^erte au berücksichtig«!!.
309336/0043
Bei der Ermittlung der Entfernung genügt u. U. die
Genauigkeit von - lcui. Bei der Ermittlung der Höhe aber
genügt diese Genauigkeit nicht» wenn man nicht unnötig
viele Messungen für eine bestimmte Entfernung vornehmen will. Bei den vorgenannten Geräten let es nur mit großem
Aufwand möglich, die Höhe automatisch anzuzeigen, weil •ltktrisch« Werte mit optischen Werten fuaktionagemäa
verarbeitet werden nüssen und ia vorliegenden Fall die Umwandlung spezifischer, hochganauer, optischer Werte aus
der Winkelmessung in elektrische Wert· sehr aufwendig ist*
Andererseits erlaubt die Vc rtikelwinkelaeaeung mit der Auf**
lösung von 1* nicht die Ermittlung der Höhe in der geforderten
Genauigkeit.
Weiterhin find Anordnungen bekanntgeworden, welche »it
analogen Keämitteln die Phasenlage «wischen einen modulierten
Lichtstrahl, act einaal zu ein·· Punkt as>
Ende des HeSstrecke gesendet und dort reflektiert wird und einaal
al» lefercns direkt nnm Hefiort geführt virde bestimmen.
Das eine bekannte Verfahren (DOS ! 548 367) benutzt für
dl« Detektion des Lichtstrahle der Meiletrecke und des als Referenz gesandten Lichtstrahl· je «inen Detektor mit je
einer getrennten elektronischen Verarbeitung, deren Ergebnisse dann eines analogen Fhasentaeaser zugeführt werden.
Aue technologischen Gründen, wie beispielsweise "drift" der Bauteile der beiden Verarbeitungekanäle gegeneinander
und Stabilität der Phasenmessung, ist eine hohe Genauigkeit der Entfernungsmessung nicht zu erreichen. Bei dtsm
anderen bekannten Verfahren (DAS 2034 973) wird die statisch* "drift" der Bauteile durch die periodische Banutsung
nur eines Kanals für den ausgesendeten Meßstrahl
und den leferenietrahi weitgehend ausgeschaltet. Des Br-*
gebais wird durch analoge Verarbeitung, wie Integration,
Speicherung und Koaparation, erreicht. Es «tut ein analoger Abgleich tut Gewinnung des Mefiergebnisses «rfolgert.
Innerhalb de? Meßperioden darf «ich die Meistrecke nicht
verlndern. Aulerdeai 1st d*c Verfahren «it den üblichen
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Nachtellen aller analogen Messungen, wie Genauigkeit
der Bauteile und des analogen Ergebnisses (Schwierigkeiten
«ler Welterverarbeitung etc.) behaftet. Mit diesen Ver-
* fahren let es vor allem nicht möglich» dynamische Laufzeitveränderungen
während der Messung zu eliminieren. Dies aber führt zu unkontrollierten Keßfehlern. Daneben arbeitet -da» Verfahren mit einem Chopper und erlaubt
deswegen nicht die Messung beliebiger Entfernungen, well
durch Licht, das »ich in der Meßttrecke befindet und einläuft,,
während der Chopper auf Durchlaß für das Referenzsignal
steht, eine Meftverfälechung eintritt. Trotzdem ist
auch hler die relative Keßgenaulgkeit zu gering, sie betrögt
in günstigsten Fall - Sram.
Die Erfindung hat steh nun die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
zur opto-elektronischen Vermessung beliebig entfernter Punkte nach Abstand und relativer Höhe sowie ein
Meßgerät hierzu zu schaffen, welches unabhängig von der
Entfernung - und ohne äußeren Abgleich -■ digital die Ent-'
fernung relativ bis auf ca. tmm genau und die relative Höhe
bits au einer Entfernung von Ikm In Abhängigkeit von der
Kontrollstrecke absolut - lern genau
in einem Arbeitsgang anzeigen kann«
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Lichtquelle,
beispielsweise Lumineszenzdiode, mittels eine.» ersten
Quarzes definierter Genauigkeit mit der Frequens fj moduliert
und dieser modulierte Strahl tti Ausgang optisch geteilt
wird in einen zwei ten Strahl sur Messung der Entfernung
und in einen ersten , Strahl zur Bildung einer Referenz,,
wobei die beiden Strahlen vor dem Eingang einee Detektors,
durch einen optischen Lichtschalter wechselweise nach festgelegten Kriterien auf den Detektor geschattet werden U-n-d
dsasen Ausganges! gttal In einem ersten Mischer mit einer
zweiten Frequenz f2, die um einen bestimmten Betrag von t\
abweicht und \fon einem Quarz Q2 "* vorzugsweise gleicher
Genauigkeit wie Q1 - erzeugt wird, auf einan ersten Kanal
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heruntergemischt wird, während ein zweiter Mischer mit einer dritten Frequenz fg, die ebenfalls von fj und £2
um einen bestimmten Betrag abweicht und von einem Quarz Q3 - vorzugsweise gleicher Genauigkeit wie Qj und Q2 ~
erzeugt wird, der unverzögerten Quarzfrequenz 4fj bsaufechlagt
wird und beide Frequenzen auf einen zweiten Kanal derart heruntergemiecht werden, daß eine bestimmte
Differenzfrequenz zwischen den Kanülen 1 und nentsteht,
welche entweder auf ein Glied xur Differenzbildung oder
*uf eine logische Verknüpfungsschaltung zum Detektieren
zweier im Abstand zeitlich definierter Impulsflanken
je eines aus Kanal I und II gegeben wird und deren Ergebnis durch eine Erkennungs- und Auswertelektronik so verarbeitet
wird, daß Laufzeiten und Laufzeitänderungen des GerSteo exakt während der Messung eliminiert werden und
auf der 3aeie der quarzgenauen Frequenz des Kanals II
oder I sich eine digitale Messung der jeweiligen Entfernungen ergibt, wobei «tue zwei Entfernungsmessungen jeweils vom
Meßort zu zwei senkrecht in definiertem Abstand über dem Zielort angebrachten Reflektoren mittels einer elektronischen
Auewerteinheit automatisch die Höhe und die Basisstrecke,
bezogen auf den Meßort, digital angegeben wird«
Durch diese Maßnahmen ist es nun möglich, in einem Arbeitsgang
dlä horizontale Entfernung und die relative Höhe des
Zielpunktes mit großer Genauigkeit zu messen, wobei gleichzeltig öimtiiche Umwelteinflüsse, die zu einer Verfälschung
des Höhenwertes führen können,, eliminiert werden.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß di« Signale auf den
Kanälen I und II normierte Ilechtecklmpulsc sind, die in die
logische Verknüpfungsschaltung einlaufen und dort derart
verarbeitet werden, daß durch Feststellen der Impulaflank,en
je aus den Kanälen I und II innerhalb eines definierten Zeitbereiches die Korrelation dar beiden Kanäle erfolgt«
Der gleiche Zustand wird nach der Periodendauer t der Zwischenfrequenz auf Kanal II erneut erreicht. Die Auflösung
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der Periodendauer t dieser Zwischenfrequenz iat durch
Wahl der Schwebungsfrequenz zwischen Kanal I und II gegeben.
Durch die Wahl der Frequenzen kann beispielsweise
ein beliebiger Meßbereich definiert werden, ohne da3 die
MeQgenauigkeit Einbuße erleidet.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Referenzlichtstrahl
entweder durch einen optischen Kris tall,"der die
Polarisationsebene dreht,und Polarisationsfilter oder durch
einen elektrisch drehbaren Spiegel - vorzugsweise ein Galvanometer - auf derselben Intensität wie der ankommende
MeSlicht3trahl gehalten wird. Durch diese Maßnahme wird.erreicht,
daß der Arbeitspunkt des Detektors während eines
Meövorgangs immer derselbe bleibt.
Zur Durchführung des Verfahrens sieht die Erfindung vor, daS einer Lumineszenzdiode zur Modulation eine von einem
Quarzoszillator Q] gesteuerte Elektronik zugeordnet ist
und In dem Strahlgang der Lichtquelle ein Strahlteiler eingebracht
wird, dessen einem Teilstrnhl (Referenzstrahl) ein Lichtschalter und dessen zweitem leitstrahl (Meßstrahl)
ein Retroreflektor und ein Lichtschalter^ jeweils mit zugehöriger Steuerungselektronik, zugeordnet ist, denen wiederum
ein Detektor - vorzugsweise einePhotodiode - mit einer
Elektronik zur definierten Pegelregeiang nachgeschaltet ist
und eine 1. elektronische Einheit zur Mischung mit der Frequenz aua dem Quarzoszillator Q2 angeordnet ist, der nunmehr eine Elektronik zur Irapulsbildung nachgeschaltet ist,
welche einem Differenzmeßglicd parallel mit einer weiteren
Elektronik, die von einer 2· Elektronik zur Mischung der Frequenzen a» Quarzouzillator Qj und Q3 gespeist wird, vorgeschaltet
ist und Impulse zuführt, welche zur Aufbereitung der Meßgrößen einer Erkennung·- und Auswerteinheit weitergegeben
werden, die außerdem von einer auf Kanal I oder II geschalteten Zähl- und Meßeinrichtung gesteuert wird.
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Weiterhin steht die erfindungagemMSe Anordnung vor, daß
als Schalter der beiden Llchtwege 1 und 2 ein oder mehrere
Galvanometer oder ein oder mehrere durch ein elektrisches
Feld angeregte Kristalle verwendet werden. Diese Maßnahmen
führen zu dein Vorteil, daß 1. gleichzeitig mit der Lichtschaltung
eitie Intensi tH teregelung vorgenommen werden kann
und 2. durch diase Maßnahme dynamische Driften der elektronischen Bauteile eliminiert werden können.
Weiterhin ist vorgesehen, daß an Zielpunkt lnuer nur ein
einziger Reflektor - beispielsweise Retroreflektor - angeordnet
ist, dessen Durchmesser sich zum Beispiel In erster
Nitherung aus der zu messenden Entfernung ergibt.
Ferner ist vorgesehen, daß dl« Ein- und Ausgangsoptik der
erflndungsgemüßen Anordnung durch eine Linee dargestellt
wird, bei der das austretende Licht den inneren und das eintretende Licht dem äußeren Bereich der Linse oder umgekehrt
zugeordnet ist. Diese Maßnahmen erbringen den Vorteil, daß die Optik gleiche Bedingungen für den Ein- und Ausgangs*-
strahl schafft. Außerdem wird dadurch die Eichung des Gerätes sehr einfach.
optische
dafl Mehrere Aus- und Eingänge des Meßgerätes parallel zur Optischen Achse der Hauptlinse vorhanden sind, welche Jeweils nach bestiaaten Kriterien ßin- bzw. ausschaltbar sind* Dadurch ist es'möglich, daß sichrere Messungen von gleichen Standpunkt ohne Verbindung des Meßgerätes und seiner Einstellung vorgenonnen werden können.
dafl Mehrere Aus- und Eingänge des Meßgerätes parallel zur Optischen Achse der Hauptlinse vorhanden sind, welche Jeweils nach bestiaaten Kriterien ßin- bzw. ausschaltbar sind* Dadurch ist es'möglich, daß sichrere Messungen von gleichen Standpunkt ohne Verbindung des Meßgerätes und seiner Einstellung vorgenonnen werden können.
Ferner sieht die Erfindung vor, daß eine Einrichtung zur
digitalen Ermittlung der Höh« und der Basisstrecke aus Entfernungsmessungen su zvel an Zielort senkrecht Übereinander**
stehenden Reflektoren der Auswertelektronik nachgaechaltet
ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, ά*& die Retroreflektorcn zur Höhen- und Basiastreckentiesaung
bestimmte Abstände untereinander und zur Standebene besitzen.
Damit wird die Höhe dee Meßgerätes über der Standfläche
am Meßort automatisch eliminiert und die relative Meßgenauigkeit für die Höhe festgelegt.
beschrieben und gezeichnet. Es zeigen:
und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der verwendeten Optik»
Flg. 3 eine scheraatioche Darstellung einer Höhen- und Basis-·
streckenmessung.
Von einer Lichtquelle 10, die beispielsweise eine Lumineszenzdiode ist, wird mittels eines Quarze« Q] Sl, dem eine
Elektronik !2 zugeordnet ist, der Lichtstrahl mit der Frequenz fj moduliert. Der Quarz Qj besitzt eine definierte Genauigkeit»
Der modulierte Strahl wird mittels eines Strahlfceilers 13 in zwei Strahlen geteilt, wovon der zweite Strahl
zur Messung der Entfernung und de?i erste Strahl zur Bildung
einer Referenz di-ent. Dieser zweite Strahl trifft auf einen Retroreflektor IA, der den Strahl auf den Lichtschalter 15
wirft. Der Strahl J wird von dem Strßhlteilsr 13 ebenfalls
auf den optischen Lichtschalter !5 gegeben. Diesem optischen
Lichtschalter ist eine Steuerungselektronik 15 zugeordnet, welche nach festgelegten Kriterien wechselweise die beiden
Strehlen 1 und 2 auf einen Detektor !6 schaltet. Dessen Ausgangssignal wird über eine zweite Elektronik (Filter) 17
auf einen Mischer 19 gegeben. Dort wird das Signal mit einem Signal der Frequenz f2, welche um einen bestimmten Betrag
von der Frequenz fj abweicht, auf einen ersten Kanal I
heruntergemischt. Die Frequenz f2 wird von einen Quarz Q2 18
erzeugt, der in etwa eine gleiche Genauigkeit wie der Quara
Qj 11 aufweist. Zu gleicher Zeit wird ein zweiter Mischer 21 mit einem Signal der Frequenz f3, welche von der Frequenz f2
um einen bestimmten Betrag abweicht und von einem Quarz Q3
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erzeugt wird, und dem unverzögerten. Signal der Quarüfrequenz
fj beaufschlagt und auf einen zweiten Kanal T.1 derart heruntergemischt,
dafi eine bee ti tarn te Differenzfrequenz zwischen
den Kanälen I und II entsteht, welche auf ein Glied zur
Differenzbildung 24 gegeben wird. Den Mischern 19 und 21
sind Elektronikanordnungen 22 bzw. 23 zugeordnet. Das Ergebnis
der Differenzbildung wird In einer Erkennunge- und
Auswertelektronik 25 so verarbeitet, daß Laufzelten und
LaufZeitveränderungen des Gerätes während der Messung exakt
eliminiert·, werden und auf der Basis der quarzgenauen Frequenz
des Kanals II oder I nunmehr eine digitale Messung der Entfernung gegeben let. Eine Start-StGpetηrichtung 27
leitet den Meßvorganß elnbzw.-stellt die Anfangsbedingungen
wieder her.
Die Signale auf den Kanälen I und Il sind normierte Recht** ecklmpulee, die eich nach der Differenzbildung in Glied In Iepulepaare auflösen, welche bei einem bestimmten Sub-* traktionszuetand mit dem Vorzeichen -,- oder + ,+ beginnen und nach Verlassen dieses Zustande» Impulepaare mit dem Vorzeichen + ,- oder -,+ bilden, bis nach der Periodendauer t der Zwischenfrequenz auf Kanal II erneut der Zustand -,- bzw. ♦ ,+ auftritt. Damit aber 1st im ungestörten Fall einmal die Perlode der Mischfrequenz des Kanals I auf l/t genau gemessen. Im Meßfall liegt der Strahl I auf dem Detektor 16, der vorher beschriebene Zustand -,- bzw. +,+ wird von der Elektronik 15c erkannt und ein Umsehe!tbefehl auf den Lichtschalter 15 gegeben, so daß der Strahl 2 In den Detektor fällt und die Elektronik Π den Zustand -, - bzw. *,* feststellt und gleichzeitig die Frequenz des Kanals II in diese» Intervall zählt· Beim Erreichen des Kriteriums -,- bzw. +,+ wird wiederum der Lichtstrahl i auf den Detektor 16 geschaltet und auf das beschriebene Kriterium gewartet. Dabei werden, wie vorher beschrieben, die Perioden auf Kanal II gezählt und beim dritten Erreichen des Kriteriums -,- bzw. +,+ wird wiederum der Lichtstrahl 2 auf den Detektor 16 geschaltet und die Anzahl der Perioden auf Kanal II gezählt, bis das Kriterium -,- bzw. +,+ zum vierten Mal erreicht wird.
Die Signale auf den Kanälen I und Il sind normierte Recht** ecklmpulee, die eich nach der Differenzbildung in Glied In Iepulepaare auflösen, welche bei einem bestimmten Sub-* traktionszuetand mit dem Vorzeichen -,- oder + ,+ beginnen und nach Verlassen dieses Zustande» Impulepaare mit dem Vorzeichen + ,- oder -,+ bilden, bis nach der Periodendauer t der Zwischenfrequenz auf Kanal II erneut der Zustand -,- bzw. ♦ ,+ auftritt. Damit aber 1st im ungestörten Fall einmal die Perlode der Mischfrequenz des Kanals I auf l/t genau gemessen. Im Meßfall liegt der Strahl I auf dem Detektor 16, der vorher beschriebene Zustand -,- bzw. +,+ wird von der Elektronik 15c erkannt und ein Umsehe!tbefehl auf den Lichtschalter 15 gegeben, so daß der Strahl 2 In den Detektor fällt und die Elektronik Π den Zustand -, - bzw. *,* feststellt und gleichzeitig die Frequenz des Kanals II in diese» Intervall zählt· Beim Erreichen des Kriteriums -,- bzw. +,+ wird wiederum der Lichtstrahl i auf den Detektor 16 geschaltet und auf das beschriebene Kriterium gewartet. Dabei werden, wie vorher beschrieben, die Perioden auf Kanal II gezählt und beim dritten Erreichen des Kriteriums -,- bzw. +,+ wird wiederum der Lichtstrahl 2 auf den Detektor 16 geschaltet und die Anzahl der Perioden auf Kanal II gezählt, bis das Kriterium -,- bzw. +,+ zum vierten Mal erreicht wird.
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Als zweite Lösung wird vorgeschlagen, daß die normiertan
Rechteckimpulse auf den Kanälen I und IX direkt einer
logischen Verknüpfungsschaltung zugeführt und so verarbeitet werden, daß die Korrelation der Kanäle I und II durch Feststellung
zweier Impulsflanken je einer aus' Kanal I und II innerhalb eines festgelegten Intervalls jeweils für
1 Lichtpfad definiert ist. Die Auflösung der Periodendauar t
der Zwischenfrequenz, beispielsweise auf Kanal II, geschieht
durch Wahl der Schwebungefrequenz zwischen Kanal I und II*
Die Entfernungsmessung erfolgt nun durch Zählen der Zwiaehenfrequenzperioden
in Einheiten von beispielsweise Imrn zwischen
den Korrelationspunkten, die durch das mehrmalige wechsel-*
seitige Einschalten der Lichtpfade 1 und 2 (s. oben) vorgegeben sind.
Di« Messung ist immer dann exakt, wenn die Anzahl der Perioden zwischen dem ersten und dritten sowie dem zweiten
und vierten Korrelationskriterium gleich sind. Bei Ungleichheit dieser Bedingung wird die Messung solange wiederholt»
bis Gleichheit auftritt. Der gewünschte Meßwert ergibt sich
Periodenanaana au· den Verhältnis der z.ahl der Zwischenfrequenz zwischen
den Kriterien I und 2 zu 1 und 3 bzw. zwischen 3 und 4 su *
2 und 4, wobei dim Periodensahlen zwischen ! und 3 bzw. 2
und 4 auf die definierte Frequenz ff bezöge» werden (a. B.
lO^Hs), dadurch kann bei Veränderung der Zwischsnfrequena
auterhalb der Hefipcriode das Ergebnis automatisch korrigiert
warden.
Diese definierte Frequens fj stellt zugleich den kleinsten
dar Meßbereiche dea Gerätes dar· Durch beispielsweise
gleichseitige stufenweise Verlnderung der Frequenzen f^ fj
und t$ kann der Meßbereich vergrößert werden, ohne dal dl«
Meßgenauigkeit Einbuße erleidet«
Die in der erfindungsgemXSen Anordnung verwendete Optik
iat in achematischer Darstellung der Fig. 2 gezeigt. Der
von der Lichtquelle 10 Über ein« Linse 50 auf einen Lockspiegel 51 gerichtete Strahl, teilt sich an diesem in den
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Refeiinntrahl I1 der über eine Linse 52 und einen Diffusor
auf den Lichtschalter 15 trifft und von dort Je nach Zustand
auf den Detektor 16 und/oder auf eine Absorptionsanordnung gerichtet ist und In einen Mefis&rahl 2, der über.die
Hauptlinse 54 zum Retroreflektor 14 am MeSort gerichtet let.
Von dort fällt dieser Strahl über die Häuptlinge 54 zurück,
zum größten Teil auf einen Lochspiegel 55 über eine Linse
und «inen Diffusor 57 auf den Lichtschalter 15 und je nach
Zustand veiter auf den Detektor 16 und/oder eine Absorptionseinrichtung.
Ein Teil des vom Retroreflektor 14 kommenden
Lichtstrahls 2 fällt durch die Locher der Spiegel 51, 55
auf das Okular 60 xur Ausrichtung des Gerätes entsprechend der Erkennung d.e* Zieles·
309886/Q0A3
Claims (1)
- 223531&P a tent an s ρ rü c_hc-Verfahren zur opto-elektronischen Meseung von durch Umwelteinflüsse in der Entfernung begrenzter Punkte nach Abstand und relativer Höhe mit hoher Meßgenauigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (10)t beispielsweise Lumineszenzdiode, mittels eines Quarzes Ql (11) definierter Genauigkeit min der Frequenz fj moduliert wird und der modulierte Strahl im Ausgang optisch geteilt wird in einen Lichtstrahl 2 zur Meseung der Entfernung und in einen Lichtetrfthl t zur Bildung einer Referenz, wobei die beiden Strahlen vor dem Eingang eines Detektors (16) durch einen optischen Lichtschalter (15) wechselw'eise nach festgelegten Kriterien auf den Detektor (16) geschaltet werden und dessen Ausganges ignal in einem ersten Hischer (19) mit einem zweiten Signal der Frequenz fj» die um einen bestimmten Betrag von f j abweicht, und von einem Quarz. Qj (18) vorzugsweise gleicher Genauigkeit wie Qj (11) - erzeugt wird, auf einen ersten Kanal I heruntergeiBischt wird» während ein zweiter Mischer (21) mit einein dritten Signal der Frequenz fjr die ebenfalls von fj und f2 um einen bestimmten Betrag abweicht und von einem Quarz Q3 (20) - vorzugsweise gleicher Genauigkeit wie Qj und Q 2 ■ erzeugt wird , und dem unverzögerten Signal der Quarzfrequenz fj beaufschlagt wird und beide Frequenzen fj30988 6/0043" -2- -und f3 auf einen zweiten Kanal II derart heruntergemischt werden, daß eine bestimmte Differenzfrequenz zwischen den Kanälen I und II entsteht, welche entweder auf ein Glied (24) zur Differenzbildung oder auf eine logische Verknüpfungsschaltung zum Detektieren zweier im Abstand- zeitlich definie.rter Impulsflanken je eines Imp. aus Kanal I und II gegeben wird und' deren Ergebnis durch eine Erkennunge- und Auswertelektronik (25) so verarbeitet wird, daß Laufzeiten und Laufzeitänderungen des Gerätes exakt während der Messung eliminiert werden und sich auf der Basis der quarzgenauen Frequenz des Kanäle II oder I eine digitale Messung der jeweiligen Entfernungen ergibt, wobei aus zwei Entfernungsmessungen jeweils vom Meßort zu zwei senkrecht in definiertem Abstand über den Zielort angebrachten Reflektoren mittels einer elektronischen Auswerteinheit (25) automatisch die Höhe und die Basisstrecke, bezogen auf den Meßort, digital von einer Zähler- und Meßwertanzeige (26) angegeben wird·2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale auf den Kanälen I und II normierte Rechteckimpulse sind, die in die logische Verknüpfungsschaltung einlaufen und dort so verarbeitet werden, daß durch die Feststellung der Impulsflanken je aus den Kanälen I und II innerhalb eines definierten Zeitbereiche die Korrelation der beiden Kanäle erfolgen kann und daß der gleiche Korrelationszustand nach der Periodendauer t der Zwischenfrequenz auf Kanal II oder I erneut erreicht wird und die Auflösung der Periodendauer t der Zwischenfrequenz durch Wahl der Schwebungsfrequenz zwischen Kanal I und II gegeben ist.309886/0 0 A3'3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Refarenzlichtstrahl 1 entweder durch mlnd, einen optischen Kristall, der die Polarisationsebene dreht, und Polarisationsfilter oder durch mind, einen elektrisch drehbaren Spiegel auf derselben Intensität wie der ankommende Meßlichtatrahl 2 gehalten wird.A. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer Lumineszenzdiode (10) zur Modulation eine von einem Quarzoszillator Qj ClI) gesteuerte Elektronik (12) zugeordnet ist und in den Strahlengang der Lichtquelle (10) ein Strahlteiler (13) angeordnet ist, dessen Teilstrahl 1 (Referenzstrahl) ein Lichtschalter (15a) und den Teilstrchl 2 (Meßstrahl) einen Retroreflektor (14) und einen Lichtschalter (15b) jeweils mit zugehöriger Steüerungselektronik (15c) zugeordnet ist, denen ein Detektor (16) vorzugsweise einePhotodiode - mit einer Elektronik (17) zur definierten Fegelregelung nachgeschaltet ist und eine elektronische Einheit (19) zur Mischung mit der Frequenz f£ aus dem Quarzoszillator Q2 (18) angeordnet ist, der eine Elektronik (22) zur Impulsbildung nachgeschaltet ist, welche einem Differenzmeßglied oder einer Logikeinheit (24) parallel mit einer Elektronik (23) die aus einer Elektronik zur Mischung (2t) der Signale aus der Einheit (11) und einer Einheit (2O)1 die aus einem Quarzoszillator Q3 besteht, mischt - vorgeschaltet ist und Impulse zuführt, welche zur Aufbereitung der1 Meßgrößen einer Erkennungen und Auswerteinheit (25) weitergegeben werden, die von einer auf Kanal II oder I geschalteten Zähl- und Meßeinrichtung (26) gespeist wird.309886/0043'5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ale Schalter (15a bzw. 15b) der Lichtstrahlen 1 und 2 ein oder mehrere Galvanometer oder ein oder mehrere durch ein elektrisches Feld angeregte Kristalle mit Polarisationsfiltern verwendet werden.6. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und S, dadurch gekennzeichnet, daß am Zielpunkt nur ein einziger Reflektor (14) - beispielsweise Retroreflektor - angeordnet ist, dessen Durchmesser sich in erster Näherung aus der zu messenden Entfernung ergibt.Anordnung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Au3gang3optik durch eine Linse (54) dargestellt wird, bei der das austretende Licht dem Inneren und das eintretende Licht dem äußeren Bereich der Linse oder umgekehrt zugeordnet 1st.S. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aus- und Eingänge de* Meßgerätes parallel zur optischen Achse der Hauptlinse (54) vorhanden sind, die jeweils nach bestimmten Kriterien ein- bzw. ausschaltbar sind*9· Anordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung xur digitalen Ermittlung der Höhe und der Basisstrecke aus Entfernungstsessungen zu zwei senkrächt überalnander-309888/00A3'liegenden Zielpunkten der Aüswertelektronik (25)- nachgeschaltet 1st.10. Anordnung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Retroreflektoren an den Zielpunkten zur Ermittlung der Höhen- und Basisfctrecke bestimmte Abstände untereinander und zur
Standebene besitzen.3Q9886/0Q43'Leerseite
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Applications Claiming Priority (1)
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