CN105026886A - ***单元和***单元中的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于测量仪器(诸如，全站仪)的***单元。该跟踪单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少第二光学辐射源并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的每一个相对于***指向轴线非同轴地布置且当被激活时适于朝向反射目标发射光学辐射。所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在如下的位置处，即使得所述***指向轴线和所述第一光学辐射源的位置限定第一平面并且所述***指向轴线和所述至少第二光学辐射源的位置限定第二平面，所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置成使得在垂直于所述第一平面的平面内，所述第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴，且在垂直于所述第二平面的平面内，所述至少第二光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴。基于由所述第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上光学辐射，生成至少一个第一组信号。基于由所述至少一个第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射，生成至少一个第二组信号。通过在所述***单元中采用相对于所述***指向轴线偏心地布置的至少两个光学辐射源，在***单元中可以采用一个非同轴光学配置，同时允许模仿或“模拟”所述***单元中的同轴光学行为。

Description

***单元和***单元中的方法

技术领域

本发明总体涉及测量领域，尤其涉及勘测(surveying)领域。具体地，本发明涉及用于测量仪器的***单元，该***单元可操作以使测量仪器的仪器瞄准轴线与期望的目标相对于该测量仪器的方向对准，即，与目标轴线对准。

背景技术

勘测涉及使用从一个或多个位置取得的角度和距离测量值来确定物体的未知位置、表面或体积或测定已知坐标。为了执行这些测量，经常使用一种属于被称为全站仪(total station)类型的勘测设备，该勘测设备包括电子器件和光学器件的组合。全站仪可以设置有具有可写信息的计算机或处理或控制单元，用于待执行的测量和用于存储测量期间获得的数据。全站仪可以计算目标在固定的地基坐标***中的位置。

在勘测中可以使用跟踪***以便寻找、跟踪和/或跟随具有反射目标或物体或是反射目标或物体的目标或物体，那些棱镜能够反射由传送机(transmitter)发射之后照射在其上的光，并且该反射光由接收器接收。反射目标或物体可以例如包括反射棱镜、箔或类似物。这样跟踪***可以感测目标的角方向，由此可以跟踪或跟随速度可能达到每秒几米或更高的目标的移动。跟踪***从而可以被用于使测量仪器对准期望的目标或物体，或者换句话说，使得测量仪器的仪器瞄准轴线与目标相对于该测量仪器的当前方向对准。

在设备(诸如***或激光指示器)的传送机中，通常采用在图16中的示意图中例示的同轴光学配置150，同轴光学配置150通常包括多个部件，诸如物体157、棱镜155、一个或多个反射镜152、一个或多个透镜154、准直器153、孔径(图16中未示出)以及用于调整这样的部件的装置(图16中未示出)。参考数字151指示激光。然而，由于这样的部件的相对高的成本，这样的同轴光学配置150可能是昂 贵的，这可能带来该设备的相对高的总成本。同轴光学配置150可能带来光学效应，诸如棱镜155的阴影和棱镜155上的反射回到接收器，即串扰，这会降低设备的操作性能。同轴光学配置150可能需要一个或多个如图16中例示的准直元件153，用于激光束156的准直。在诸如图16中例示的同轴光学配置中，可能需要相干光学辐射源(诸如，激光)，以实现通过同轴光学器件聚焦的光学辐射束或光束，使得可被接收器或传感器接收的光的有限量“溢出”或没有光“溢出”。激光151的使用会限制激光光斑尺寸并使得激光束156不均匀。可能需要激光覆盖接收器的视场，视场可以是大约2°。由于在激光源的孔径处的空间相干和衍射效应，激光束可能是不均匀的。

发明内容

鉴于上述讨论，本发明的一个关注点是提供一种***单元，该***单元克服或减轻与采用如在上文中所讨论的同轴光学配置有关的可能的缺点中的一个或多个。

为了解决此关注点和其他关注点中的至少一个，提供了根据独立权利要求所述的一种***单元、一种方法、一种测量仪器、一种计算机程序和一种计算机可读存储介质。优选的实施方案由从属权利要求限定。

在测量仪器(诸如，所谓的全站仪)中，可以借助于测量仪器中的驱动装置来执行将测量仪器的仪器瞄准轴线指向或对准到目标上，该驱动装置能够旋转测量仪器中的仪器主体以便调整仪器瞄准轴线的方向。

在本申请的上下文中，“目标”或“反射目标”通常意指一个反射物体(诸如，反射棱镜、反光镜(例如，属于角隅棱镜类型的反光镜)和/或箔等)，该反射物体例如可以与光学辐射源或发光元件配合使用，以例如识别、寻找、发现、跟踪和/或跟随等其上布置有目标的物体。

可以通过所谓的***单元控制驱动装置的操作，***单元通常包括一个透镜单元和一个***检测器，***检测器评价反射离开目标或物体的光学信号形式的输入信号并且控制驱动装置以改变仪器瞄准轴线的方向，从而与目标轴线重合或大体上重合。目标轴线意 指一个穿过测量仪器(例如，穿过测量仪器中心)和目标的轴线。***单元还包括一个光学传送机，该光学传送机朝向目标传送光学辐射。借助于与***检测器组合的透镜单元，***单元起角度传感器的作用，该角度传感器可以确定目标轴线与***的指向轴线(pointing axis)之间的角度。***的指向轴线可以被对准或被校准，以便与仪器瞄准轴线重合。以这种方式，如果***指向轴线被引导到目标上，则测量仪器可以执行关于目标的测量。例如，在测量仪器诸如是全站仪且***指向轴线被引导到目标上的情况下，测量仪器可以测量目标的极坐标并且确定从该测量仪器到目标的距离。

一般而言，***单元能够寻找目标、发现目标、致使仪器瞄准轴线(instrument sighting axis)变得对准或引导到目标上、锁定到目标上和/或在目标开始移动的情况下跟随目标。可以在***单元接收器的视场以内检测目标。***单元可以确定一个取决于仪器瞄准轴线与目标轴线之间的角度的控制信号。例如，仪器瞄准轴线和目标轴线之间的角度越大，该控制信号可以变得越大，并且在仪器瞄准轴线与目标轴线重合或大体上重合的情况下，该控制信号变成零或大体上为零。当***单元接收器上的接收到的光学信号在***单元接收器的中心点上时，常常说目标被***单元“锁定”。

在采用同轴***传送机配置的***单元中，传送机的轴线和***单元的接收器的轴线是同轴的，即，传送机轴线和接收器轴线是重合的或共享一个公共轴线，并且该公共轴线与仪器瞄准轴线同轴。在非同轴***传送机配置的情况下，由于***单元的光学辐射源相对于***单元的接收器偏心布置，因此即使在偏心偏移的平面内仪器瞄准轴线未与目标轴线重合，在该平面内***单元也可以锁定到目标上。换句话说，即使在偏心偏移的平面内测量仪器未准确地对准目标轴线，在该平面内***单元也可以锁定到目标上。根据本发明，***单元中的同轴***配置被替换为一个“模拟”同轴配置。这可以实现或促使克服或减轻采用如在上文中所描述的同轴***配置具有的可能的缺点中的一个或多个，同时保持同轴***配置的功能和/或能力。这将在下文中进一步描述。

根据本发明，***传送机包括第一光学辐射源和至少第二光学 辐射源，所述光学辐射源中的每一个被布置成选择性地朝向位于与测量仪器相距一定距离的反射目标发射光学辐射。所述光学辐射源中的每一个相对于***单元的***指向轴线非同轴地布置，且可能还相对于测量仪器的仪器瞄准轴线非同轴地布置。因此，***单元的光学辐射源相对于***单元的接收器(具体地相对于***单元的***指向轴线)偏心地布置。***传送机轴线可以平行于***接收器轴线但是相对于***接收器轴线偏移。***接收器轴线可以与仪器瞄准轴线同轴。然而，由于***单元的光学辐射源相对于***单元的接收器偏心布置，在偏心偏移的平面内，目标轴线与***指向轴线之间可以存在一个角度θ，角度θ可以取决于***接收器与目标之间的距离d且取决于反射目标的类型和直径或尺寸(例如，当目标包括反射棱镜时棱镜孔径的直径d_P)。

目标轴线与***指向轴线之间的角度θ取决于偏心偏移e。

如果参数e、d和d_P已知，可以使用补偿表或补偿函数来补偿误差，即，角度θ。虽然一般而言可以从***单元的构造或机械设计(尤其是从***单元中的光学辐射源相对于***指向轴线的位置)中知道参数e，并且可以从例如使用电子距离测量设备测量或计算的***接收器与目标之间的距离来导出距离d，但d_P一般而言可以根据特定应用或工作情形而变化并且当选择特定类型的目标(例如，反射棱镜)以与***单元配合使用时可以由用户设定。

根据一个实施例，补偿函数在第一近似中可以是(参见，下面参照图6和图8的描述)：

θ_corr＝arctan(e/[2·d])。

也如在下文中进一步描述的，***单元接收器可以包括或由一个光传感器模块构成，该光传感器模块包括多个光传感器和一个光学***，该光学***适于将从目标反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上。该光传感器模块的光学***例如可以包括一个透镜单元，该透镜单元包括至少一个透镜(例如，物镜透镜)，该透镜单元适于收集光学辐射或光并且将光学辐射或光聚焦到所述多个光传感器上。根据另一个更细化的实施例，其中补偿公式的推导除了考虑了参数e、d、d_P，还考虑了光学***的透镜的透镜直径d_L，该补偿函数可以是：

θ_corr＝arctan([d_L+6·e-2·d_P]/[8·d])。

后一个补偿函数考虑到由***接收器接收的光学辐射可以以偏心方式仅填充透镜的一部分。可以借助于几何计算对透镜中的接收到的光学辐射或光的双圆截面形状(double circle section shape)进行进一步建模。

具体而言，在采用例如由***单元识别、跟踪和/或跟随的若干个不同的反射目标的工作场所上，反射目标的直径或尺寸——例如，棱镜直径——在目标之间可以变化。然而，在这样的情况期间，使用一个补偿函数(诸如，上述补偿函数中的后者)补偿由于***单元的光学辐射源相对于***单元的接收器的偏心布置引起的任何误差可能是不可行的和/或是困难的，这是因为d_P一般而言可能根据特定应用或工作情形而变化。

现在将参照本发明的一个实施方案描述本发明的原理，根据该实施方案，测量仪器可围绕竖直定向的旋转轴线V和围绕水平定向的旋转轴线H旋转。通过使测量仪器围绕轴线V和H旋转，可以选择或控制测量仪器的仪器瞄准轴线S指向的方向。***指向轴线与仪器瞄准轴线S同轴。例如，通过使第一光学辐射源在平行于轴线V的方向上相对于仪器瞄准轴线S移位，第一光学辐射源被布置成使得当它被激活时可以沿着或大体上沿着平行于仪器瞄准轴线S的方向发射光学辐射并且使得其相对于***单元的***指向轴线非同轴。例如，通过使第二光学辐射源在平行于轴线H的方向上相对于仪器瞄准轴线S移位，第二光学辐射源被布置成使得当它被激活时可以沿着或大体上沿着平行于仪器瞄准轴线S的方向发射光学辐射，并且使得第二光学辐射源相对于***单元的***指向轴线非同轴。将第一光学辐射源和第二光学辐射源布置成使得当它们各自被激活时可以沿着或大体上沿着平行于仪器瞄准轴线S的方向发射光学辐射意味着第一光学辐射源和第二光学辐射源中的每一个大体上指向一个平行于仪器瞄准轴线S的方向。第一光学辐射源和第二光学辐射源被布置在这样的位置处，即使得***指向轴线和第一光学辐射源的位置限定第一平面(例如，平面V-S)，并且***指向轴线和至少第二光学辐射源的位置限定第二平面(例如，平面H-S)。第一光学辐射源和第二光学 辐射源被布置成使得在垂直于第一平面的平面内(例如，在平面H-S内)，所述第一光学辐射源相对于***指向轴线同轴，且在垂直于第二平面的平面内(例如，在平面V-S内)，所述至少第二光学辐射源相对于***指向轴线同轴。从而，在平面H-S内，第一光学辐射源相对于***指向轴线非偏心，并且因此当在平面H-S内***单元已经“锁定”到目标上时且当使用第一光学辐射源作为***传送机时，在平面H-S内目标轴线与***指向轴线之间不存在角度。因此，当采用第一光学辐射源为***传送机时，在H-S平面内，***单元展现同轴光学行为。另外，在平面V-S内，第二光学辐射源相对于***指向轴线非偏心，并且因此当在平面V-S内***单元已经“锁定”到目标上时且当使用第二光学辐射源作为***传送机时，在平面V-S内目标轴线与***指向轴线之间不存在角度。因此，当采用第二光学辐射源为***传送机时，在V-S平面内，***单元展现同轴光学行为。因此，目标轴线与***指向轴线之间的任何这样的可能的角度仅出现在偏心偏移的平面内，即，出现在上述第一平面和第二平面内，同时在平面H-S和平面V-S内，第一光学辐射源和第二光学辐射源分别相对于***指向轴线同轴。如在上文中所描述的，这样的可能的角度可取决于***接收器与目标之间的距离并且取决于反射目标的直径。因此，通过在***单元中采用至少两个光学辐射源，第一光学辐射源和第二光学辐射源相对于***指向轴线偏心地布置且相对于***指向轴线定位(诸如，上文所描述的)，在***单元中可以采用非同轴光学配置，同时可以模仿或“模拟”***单元中的同轴光学行为。

本发明的实施方案可以是基于摄像机的。对于一个基于摄像机的实施方式，可以在第一光学辐射源发射光学辐射且第二光学辐射源未发射光学辐射时捕获目标的第一图像，以及可以在第二光学辐射源发射光学辐射且第一光学辐射源未发射光学辐射时捕获目标的第二图像。然后可以确定目标在第一图像和第二图像中的相应位置。根据本发明的一个实施方案，基于所述相应位置，可以确定或计算在平面H-S内仪器瞄准轴线与目标轴线之间的角度和在平面V-S内仪器瞄准轴线与目标轴线之间的角度。所确定或计算的角度可以进而被用于使测量 仪器朝向期望的目标对准，或使得测量仪器的仪器瞄准轴线与目标相对于该测量仪器的当前方向对准，即与目标轴线对准。例如，第一光学辐射源和第二光学辐射源可以包括LED，LED可以在图像中产生均匀的光点，可以例如使用适当的图像处理工具或技术计算或确定光点的位置。

在基于摄像机的实施方式的替代方式中，***单元可以利用位置敏感光传感器模块(诸如，象限检测器)来代替成像设备或传感器，位置敏感光传感器模块的操作使用原理类似于如本文中所描述的基于摄像机的实施方式。该***单元可利用基于摄像机的实施方式和位置敏感光传感器模块(例如，象限检测器)的组合。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于测量仪器的***单元，该测量仪器包括至少一个可旋转地布置的仪器主体。该***单元包括一个***传感器或光传感器模块，该光传感器模块包括一个光学***和多个光传感器。所述多个光传感器可以例如被布置在或大体上在该光学***的焦点上。每个光传感器均适于生成对应于照射在光传感器上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射通过光学辐射在反射目标处的反射生成，该反射目标可能位于该光传感器模块的视场内。该光学***适于将从目标反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上。该光传感器模块被布置成使得该光传感器模块的***指向轴线相对于该测量仪器的仪器瞄准轴线同轴。该***单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少第二光学辐射源并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的每一个相对于该***指向轴线非同轴地布置且当被激活时适于朝向反射目标发射光学辐射。所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在这样的位置处，即使得该***指向轴线和该第一光学辐射源的位置限定第一平面并且该***指向轴线和所述至少第二光学辐射源的位置限定第二平面，使得在所述垂直于该第一平面的平面内，该第一光学辐射源相对于该***指向轴线同轴，且在所述垂直于该第二平面的平面内，所述至少第二光学辐射源相对于该***指向轴线同轴。该***单元包括一个控制模块，该控制模块适于选择性地致使所述至少一个仪器主体旋转。该控制模块适于至少一次选择性地激活和去激活该第一 光学辐射源以及至少一次选择性地激活和去激活所述至少第二光学辐射源。该控制模块适于致使所述多个光传感器基于由第一该光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号。该控制模块适于致使所述多个光传感器基于由所述至少第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号。该***单元包括一个信号处理模块，该信号处理模块适于，基于所述至少一个第一组信号提取关于在所述垂直于该第一平面的平面内目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息，以及基于所述至少一个第二组信号提取关于在所述垂直于该第二平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息。该控制模块适于在该仪器瞄准轴线和该目标轴线未对准的条件下，分别基于关于在所述垂直于该第一平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息和在所述垂直于该第二平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息，致使所述至少一个仪器主体旋转，使得该仪器瞄准轴线变得与该目标轴线对准或变得与该目标轴线接近对准。

如在上文中所提及的，光传感器模块被布置成使得***指向轴线相对于仪器瞄准轴线同轴。然而，***指向轴线不是必须相对于仪器瞄准轴线完全同轴。本发明包含***指向轴线与仪器瞄准轴线之间存在相对小的偏移的情况和/或***指向轴线相对于仪器瞄准轴线处于一个相对小的角度的情况，即，使得***指向轴线相对于仪器瞄准轴线存在一个预定或选择的定向，或者反之亦然。可能地，在***指向轴线与仪器瞄准轴线之间可能存在一个角度，或者反之亦然，该角度达到0.1百分度或甚至更大。在***指向轴线与仪器瞄准轴线之间存在相对小的偏移的情况和/或***指向轴线相对于仪器瞄准轴线处于一个角度的情况下，还可以例如借助于在***单元的操作之前执行的计算过程，基于上述偏移和/或角度，提取关于目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息。

光传感器模块的光学***可以例如包括一个透镜单元，该透镜单元包括至少一个物镜透镜，该透镜单元适于收集光学辐射或光并且将光学辐射或光聚焦到所述多个光传感器上。例如可以根据反射离开目 标的光学辐射相对于***指向轴线照射在所述多个光传感器上的位置来得到关于目标的角信息。

在本申请的上下文中，仪器瞄准轴线、或测量仪器瞄准轴线、或测量仪器的瞄准矢量线一般意指一个穿过测量仪器的中心点的轴线。瞄准矢量线或仪器瞄准轴线可以例如与测量仪器中的电子测距仪或测量设备的光束方向重合或大体上重合。仪器瞄准轴线例如可以由十字线或标线和物镜中心或入射光瞳限定。

在本申请的上下文中，***指向轴线意指一个穿过***检测器或光传感器模块的几何中心点以及光学***(诸如，透镜单元)的中心位置的轴线，该光学***适于将从目标反射的光学辐射投射到***检测器的光传感器上。可以以不同方式限定***检测器或光传感器模块的几何中心点，例如，通过借助于成像传感器或摄像机设备芯片的校准限定的相素坐标，通过已由使用者限定的成像传感器或摄像机设备芯片的相素坐标，或者通过成像传感器或摄像机设备芯片的‘物理’中心像素，或者通过一个象限二极管的几何交叉中心，这取决于***检测器或光传感器模块的特定配置。

在本申请的上下文中，目标轴线意指一个穿过测量仪器(例如，穿过测量仪器中心)和目标的轴线。

在本申请的上下文中，在垂直于第一平面的平面内第一光学辐射源相对于***指向轴线同轴意指在垂直于第一平面的平面内第一光学辐射源相对于***指向轴线非偏心或大体上非偏心。在垂直于第二平面的平面内至少第二光学辐射源相对于***指向轴线同轴意指在垂直于第二平面的平面内第二光学辐射源相对于***指向轴线非偏心或大体上非偏心。从而，目标轴线与***指向轴线之间的任何角度将仅出现在偏心偏移的平面内，即，在第一平面和第二平面内，而在垂直于第一平面的上述平面和垂直于第二平面的上述平面内，第一光学辐射源和第二光学辐射源分别相对于***指向轴线同轴。这样的角度(如果有的话)可取决于光传感器模块与目标之间的距离和/或反射目标的尺寸(例如，直径)。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在用于测量仪器的***单元中的方法，该测量仪器包括可旋转地布置的仪器主体。

该***单元包括一个***传感器或光传感器模块，该光传感器模块包括一个光学***和多个光传感器。所述多个光传感器可以例如被布置在该光学***的焦点上或大体上在该光学***的焦点上。每个光传感器均适于生成对应于照射在光传感器上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射已经由光学辐射在反射目标处的反射生成，该反射目标可能位于光传感器模块的视场内。该光学***适于将从目标反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上。该光传感器模块被布置成使得***指向轴线相对于测量仪器的仪器瞄准轴线同轴。该***单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少第二光学辐射源，并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的每一个相对于***指向轴线非同轴地布置且当被激活时适于朝向反射目标发射光学辐射。所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在这样的位置处，即使得该***指向轴线和所述第一光学辐射源的位置限定第一平面并且该***指向轴线和所述至少第二光学辐射源的位置限定第二平面，使得在垂直于该第一平面的平面内，所述第一光学辐射源相对于该***指向轴线同轴且在垂直于该第二平面的平面内，所述至少第二光学辐射源相对于该***指向轴线同轴。

该方法包括致使所述多个光传感器基于由所述第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号。致使所述多个光传感器基于由所述至少第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号。基于所述至少一个第一组信号提取关于在所述垂直于所述第一平面的平面内目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息和基于所述至少一个第二组信号提取关于在所述垂直于所述第二平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息。在该仪器瞄准轴线和该目标轴线未对准的条件下，分别基于关于在所述垂直于所述第一平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内该目标轴线与该仪器瞄准轴线之间的角度的信息，旋转所述至少一个仪器主体，使得该仪器瞄准轴线变得与该目标轴线对准或接近对准。

例如，可以相继地(可能地，其间有一个时间段)或同时地或大 体上同时地执行所述至少一个第一组信号的生成和所述至少一个第二组的信号的生成。

根据本发明的第三个方面，提供了一种测量仪器，该测量仪器包括一个可旋转地布置的仪器主体和一个根据本发明所述的***单元。

根据本发明的第四个方面，提供了一种计算机程序，当在处理器单元中执行该计算机程序时，该计算机程序适于执行根据本发明所述的方法。该处理器单元可以例如是包括在***单元内的处理器单元或模块或控制模块。

根据本发明的第五个方面，提供了一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储有一种计算机程序，当在处理器单元中执行该计算机程序时，该计算机程序适于执行根据本发明所述的方法。

所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源可以被布置在这样的位置处，即使得所述第一平面正交于所述第二平面，并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源可以被布置成使得在所述第二平面内，所述第一光学辐射源相对于***指向轴线同轴，且在所述第一平面内，所述至少第二光学辐射源相对于***指向轴线同轴。例如，参照上面描述的根据本发明的实施方案，其中所述测量仪器可围绕竖直定向的旋转轴线V旋转且可围绕水平定向的旋转轴线H旋转，所述第一平面可以是V-S平面且所述第二平面可以是H-S平面。所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源可以被布置成使得当它们各自被激活时可大体上沿着平行于仪器瞄准轴线S的方向发射光学辐射，即，使得所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源中的每一个大体上指向一个大体上平行于仪器瞄准轴线S的方向。

根据本发明的另一个实施方案，所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源被定位在垂直于仪器瞄准轴线的第一轴线上，其中该第一轴线和仪器瞄准轴线在一个交叉点处交叉，并且所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源围绕所述交叉点等距地或大体上等距地定位在该第一轴线上。因此，可以使所述第一光学辐射源在一个方向上沿着该第一轴线相对于仪器瞄准轴线S移位，并且可以使所述第二光学辐 射源在另一个方向上沿着该第一轴线相对于仪器瞄准轴线S移位。所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源可以被布置成使得当它们各自被激活时可以沿着或大体上沿着一个平行于仪器瞄准轴线S的方向发射光学辐射，即，使得所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源中的每一个大体上指向一个平行于仪器瞄准轴线S的方向。

在如下的条件下，即在所述垂直于所述第一平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的幅度和在所述垂直于所述第二平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的幅度分别超过一个阈值，分别基于关于在所述垂直于所述第一平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息，旋转所述至少一个仪器主体，使得在所述垂直于所述第一平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度和在所述垂直于所述第二平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度分别减小到所述阈值之下。例如，可以基于特定应用要求、需要或期望选择所述阈值。

所述反射目标可以例如包括一个反射棱镜和/或箔等。

所述反射目标可以例如包括一个反光镜，例如，隅角立方反射器。

在本申请的上下文中，反光镜意指一个反射器，对于该反射器，照射在该反射器上的大体上所有的光学辐射在与它进入该反射器的方向相同的方向上被反射(除了小的衍射效应之外)。

在下文中借助于示例性实施方案来描述本发明其他目标和优点。

应当注意，本发明涉及权利要求书中所记载的特征的所有可能的组合。在研究随附权利要求和下面的描述时，本发明的其他特征和益处将变得明了。本领域技术人员认识到可以组合本发明的不同特征以产生除了在下文中所描述的实施方案之外的实施方案。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方案，其中：

图1是根据本发明的一个实施方案的测量仪器的示意方框图；

图2是根据本发明的一个实施方案的由全站仪构成的测量仪器的示意图解；

图3是根据本发明的一个实施方案的全站仪的示意方框图；

图4-9是根据本发明的一个实施方案的测量仪器的仪器主体的示意图；

图10-12示出由包括在根据本发明的实施方案的***单元中的成像设备捕获的图像；

图13是根据本发明的一个实施方案的测量仪器的仪器主体的示意图；

图14是根据本发明的实施方案的计算机可读存储介质的示意图；

图15是根据本发明的一个实施方案的方法的示意流程图；以及

图16是***中的同轴光学配置的一个实施例的示意图。

在附图中，相同的参考数字表示所有视图中的相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施方案。然而，本发明可以以许多不同的形式呈现并且不应被解释为限制于本文所阐述的实施方案；相反，以实施例的方式提供这些实施方案，以使得此公开内容将向本领域技术人员将传达本发明的范围。不必按如所描述的确切顺序来执行本文中所描述的任何方法的步骤，除非具体声明。

现在参照图1，示出了根据本发明的一个实施方案的测量仪器10的示意方框图，该测量仪器包括可旋转地布置的仪器主体14和***单元1。

使用测量仪器10执行的测量可以是相对于或相关于位于仪器主体14以内的坐标的原点。因此，测量仪器10的仪器瞄准轴线或仪器主体14的仪器瞄准轴线可以以仪器主体14以内的一个点为中心，使得仪器主体14的旋转改变仪器瞄准轴线的方向。换句话说，通过仪器主体14例如围绕竖直旋转轴线和水平旋转轴线旋转，可以使仪器主体14和/或测量仪器10对准期望的方向。

***单元1相对于测量仪器10的布置是根据一个实施例。例如，***单元1可以被布置为与测量仪器10分开且可操作地耦合到测量仪器10，或者反之亦然。

***单元1相对于仪器主体14的布置是根据一个实施例。例如，***单元1可以被整体地布置在仪器主体14内，即，***单元1的部件或元件可以被包括在仪器主体14内。

测量仪器10例如可以包括或由全站仪、视距仪、经纬仪和/或***构成。实施例的此列表并非是穷举性的。

***单元1包括光传感器模块33、第一光学辐射源81、第二光学辐射源82、控制模块5和信号处理模块6。将在下文中描述这些部件的配置和功能。应当理解，***单元1可以包括除了第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之外的另一些光学辐射源。例如，***单元1可以包括三个、四个、五个或六个或更多个光学辐射源(在图1中未示出)。

光传感器模块33包括光学辐射分析器37，将在下文中进一步描述该光学辐射分析器。光学辐射分析器37是可选的。

现在参照图2，示出了根据本发明的一个实施方案的测量仪器10的示意图解。根据图2中所描绘的实施方案且还根据图3中所描绘的实施方案，测量仪器是由全站仪构成的。然而，本发明并不限制于由全站仪构成的测量仪器，而且测量仪器可以包括或由其它仪器(例如但不限制于，视距仪、经纬仪、***或另一个大地测量仪器)构成。

进一步参照图2，全站仪10包括由照准仪11构成的安装在基部12上的第一仪器主体11，且全站仪10具有三脚架13形式的安装支撑结构。照准仪11可以围绕竖直定向的旋转轴线V旋转以将全站仪10对准任何期望的水平方向。在照准仪11中布置有由中心单元14或望远镜单元构成的第二仪器主体14，第二仪器主体14可以围绕水平定向的旋转轴线H旋转以使全站仪10对准任何期望的竖直方向。使用测量仪器10执行的测量通常可以是相对于或相关于位于竖直定向的旋转轴线V与水平定向的旋转轴线H之间的交叉处的坐标的原点。换句话说，全站仪10的仪器瞄准轴线或全站仪10的瞄准矢量线可以以竖直旋转轴线V与水平旋转轴线H之间的交叉为中心。这可以在图2中、在轴线V和轴线H在中心单元14中的望远镜23的中心交叉的点处看到。

为了使照准仪11的中心单元14围绕竖直定向的旋转轴线V旋转 以使全站仪10对准任何期望的水平方向，提供了驱动装置15。借助于刻度盘16和相应的角度编码器或传感器17来跟踪照准仪11的旋转位置。为了使中心单元14围绕水平定向的旋转轴线H旋转，提供了与驱动装置15、刻度盘16和角度编码器或传感器17类似的或相同的驱动装置18、刻度盘19和角度编码器或传感器20。此外，全站仪10具有光学垂准器(optical plummet)22，光学垂准器22能够沿着竖直定向的旋转轴线V提供向下的视野。可以由操作者或使用者使用光学垂准器22以使全站仪10定中心或定位在上面布置该全站仪10的地面或地板上的任何期望的点之上。

根据图2中所描绘的实施方案，摄像机设备24被布置在中心单元14中，用于捕捉一般在全站仪10的仪器瞄准轴线的方向上供给的图像或录像。摄像机设备24可以包括一个物镜、一个聚焦透镜和一个由成像传感器31(图2中未示出，参见图3)构成的光传感器模块。目标(图2中未示出)可以通过物镜和聚焦透镜被成像或投射到成像传感器31上。成像传感器31例如可以包括或由一个基于电荷耦合设备(CCD)的传感器(例如，CCD矩阵传感器)构成，其可以包括光检测或感测元件的布置，该布置的一个良好的近似可以是矩形的。替代地或可选地，成像传感器31可以包括一个有源像素传感器和/或一个基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的传感器。摄像机设备24是可选的。在仪器主体14中布置有第一光学辐射源81和第二光学辐射源82，例如，下面参照图4-9对此作进一步描述。

现在参照图3，示出了图2中所例示的全站仪10的示意方框图。

全站仪10包括距离测量设备30，该距离测量设备包括光学辐射发射和/或接收单元41，该光学辐射发射和/或接收单元可以包括或被连接到摄像机设备24。光学辐射发射和/或接收单元41可以包括一个物镜和一个分束器，例如，分束棱镜(图3中未示出)。光学辐射发射和/或接收单元41可以例如适于发射红外辐射脉冲或另一个波长或另一些波长的脉冲且检测由光学辐射发射和/或接收单元41所发射的脉冲到一个目标(图3中未示出)且在由该目标反射之后回到光学辐射发射和/或接收单元41的飞行时间，并且基于所检测的飞行时间来确定该目标和全站仪10之间的距离。参照图2，光学辐射发射和/或接收 单元41可以包括第一光学辐射源81和第二光学辐射源82(图3中未示出)。

全站仪10可以包括设备控制单元51，例如，该设备控制单元51被布置在照准仪11中，用于控制全站仪10的操作。

电池44可以被布置在照准仪11中，用于供给一个适于给全站仪10的设备和部件供电的供电单元45。供电单元45可以给照准仪11和/或中心单元14中的所有部件和设备以及连接到照准仪11和/或中心单元14的任何模块或部件供应所需的操作电压。出于更好的概览的目的，图3中未示出相应的连接线。个体部件可以经由分开的线单独地连接(如照准仪11内的部件的情况那样)或通过中央总线46连接，该中央总线在照准仪11和中心单元14提供数据和电源线。

为了控制或操作全站仪10，全站仪10设置有控制面板35和角度编码器形式的操作元件25、26，所述角度编码器被布置在照准仪11上、是通过相应的旋钮可操作的。设备控制单元51被布置在照准仪11中，用于控制全站仪10的操作并且通过供电单元45供应电力。

控制面板35可以用于使用者或操作者与全站仪10之间的通信，并且可以设置有用于输入的键盘52、用于输出由摄像机设备24捕获的数据和/或图像的显示器53以及被连接到显示器53和键盘52的计算机54等。显示器53可以例如包括液晶显示器(LCD)。

控制面板35经由可松脱的连接件55连接到布置在照准仪11中的设备控制单元51和供电单元45，使得控制面板35被可移除地布置。由于控制面板35是可移除的，它可以配备有其自己的电池，这可以确保甚至当将控制面板35从照准仪11移除时，计算机54可以继续是可操作的。计算机54经由连接件55连接到设备控制单元51，并且可以能够借助于其一个或多个计算机程序和存储器模块执行测地线计算。

操作元件25和26通过相应的接口57连接到设备控制单元51。此接口57允许生成对应于操作元件25的旋转位置的信号和对应于操作元件26的旋转位置的信号，所述信号被传输到设备控制单元51。

操作元件25用于控制照准仪11围绕竖直轴线V旋转，操作元件26用于使中心单元14围绕倾斜轴线H倾斜。响应于来自操作单元25以及接口57的信号，设备控制单元51经由照准仪11中的控制电路58 控制驱动装置15以使照准仪11围绕竖直轴线V旋转，响应于来自操作单元26以及接口57的信号，设备控制单元51经由照准仪11中的控制电路59控制驱动装置18，以使照准仪11围绕倾斜轴线V旋转。角度测量可以用于控制驱动装置15和18。

驱动装置15不必是唯一由操作元件25控制，驱动装置18不必是唯一由操作元件26控制，而是可以替代地或附加地，基于包括在设备控制单元51中存储和执行的机器指令的程序和/或基于发送到设备控制单元51的命令受控的。

驱动装置15与角度测量设备，即用于水平角度的刻度盘16和相应的角度编码器或传感器17配合，驱动装置18与角度测量设备，即用于竖直角度的刻度盘19和相应的角度编码器或传感器20配合，使得照准仪11和中心单元14一起可以如所期望的围绕竖直轴线V旋转且中心单元14可以以可测量的方式围绕水平轴线H旋转并且可以被带到一个期望的水平和竖直角度位置。尤其通过设备控制单元51得到此目的，该设备控制单元51可以接收来自角度编码器或传感器17和20的信号并且响应于和基于所接收的信号控制用于水平驱动装置15的控制电路58和用于竖直驱动装置18的控制电路59。

全站仪10可以包括无线电模块61，该无线电模块被连接到设备控制单元51且具有天线62。无线电模块61可以用于与远程设备(诸如，远程控制(图3中未示出))交换数据。例如，可以借助于远程控制或远程站(图3中未示出)远程地控制全站仪10。

为了处理来自摄像机设备24的成像传感器31的信号，数据压缩单元63被提供在中心单元14中，该数据压缩单元适于压缩从成像传感器接收的图像数据。经压缩的数据然后可以被发送到设备控制单元51，设备控制单元51可以处理数据和/或将数据转发给计算机54和显示器53。

设备控制单元51包括一个易失性存储器、一个非易失性存储器和一个用于执行存储在非易失性存储器中的程序的处理器。图像处理模块70适于处理从成像传感器31获得的图像且使用控制面板的计算机54将经处理的图像显示在显示器53上，所述图像处理模块70可以被集成在设备控制单元51中或者可以是连接到设备控制单元51的单独 模块。此外，图像处理模块70可以是实施在设备控制单元51中适于执行例如图像处理操作或过程的计算机程序模块。替代地，图像处理模块70可以被布置在中心单元14中或可以根据应用和/或要求被布置在任何其它合适的位置中。

数据压缩单元63和/或图像处理模块70是可选的。

中心单元14包括光传感器模块33，在下文中参照图4-9对此作进一步描述。光传感器模块33可以例如包括成像设备或传感器或由成像设备或传感器构成，如在下文中进一步描述的。成像设备或传感器可以与上文中参照图2和图3所描述的成像设备31类似或相同。

现在参照图4-9，示出根据本发明的一个示例实施方案的仪器主体14的示意图。图4是仪器主体14的正视图。图5、图7和图8是在仪器主体14的截面顶视图，图6和图9是仪器主体14的截面侧视图。

仪器主体14被可转动地布置在一个测量仪器(在图4-9中未示出)中，例如，如图2和图3所描绘的全站仪10，使得仪器主体14能够围绕竖直定向的旋转轴线V旋转并且能够围绕水平定向的旋转轴线H旋转。通过使仪器主体围绕轴线V和H旋转，可以选择或控制仪器瞄准轴线S所指向的方向。

在仪器主体14中布置有一个包括了多个光传感器(在图4-9中未示出)的光传感器模块33。光传感器模块33被包括在一个用于测量仪器的***单元中。每个光传感器适于生成对应于照射在光传感器上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射通过光学辐射在反射目标90处的反射而生成，该反射目标90位于光传感器模块33的视场97中。根据图4-9中所示的实施方案，目标90包括反射棱镜90。该反射棱镜90可以例如属于角隅棱镜类型。光学***34适于将已经反射离开目标90的光学辐射投射到所述多个光传感器上。

光传感器模块33被布置成使得光传感器模块33或***单元的***指向轴线36相对于仪器瞄准轴线S同轴或大体上同轴。

在仪器主体14中布置有第一光学辐射源81和第二光学辐射源82。如图4-9所示，光学辐射源81和82或发光元件被布置在仪器主体14中的不同位置处，使得光学辐射源81和82各自相对于***指向轴线36非同轴地布置。光学辐射源81和82各自适于在被激活时朝向反 射目标90发射光学辐射。如在图4中具体示出的，第一光学辐射源81沿着平行于轴线V的轴线被布置在距离光学***34一定距离处且第二光学辐射源82沿着平行于轴线H的轴线被布置在距离光学***34一定距离处。

如可以从图4和图5中看到，第一光学辐射源81被定位在垂直于仪器瞄准轴线S的第一轴线上且第二光学辐射源被定位在垂直于仪器瞄准轴线S的第二轴线上，其中第一轴线和第二轴线以及仪器瞄准轴线S互相垂直。根据图4和图5中所描绘的实施方案，第一轴线平行于V且第二轴线平行于H。

图6-9示出当光传感器模块33或***单元接收器上接收的光学信号或光学辐射入射在光传感器模块33的中心点上或大体上在光传感器模块33的中心点上(如图6-9中由实线箭头所指示的)使得目标90被***单元“锁定”时，且当使用第一光学辐射源81或第二光学辐射源82作为***单元传送机时的一些情况。

图6和图7中的元件96指示光学辐射源81的视场且元件97指示光传感器模块33的视场。图8和图9中的元件96指示光学辐射源82的视场且元件97指示光传感器模块33的视场。

第一光学辐射源81的位置和***指向轴线36限定一个平面V-S且第二光学辐射源82的位置和***指向轴线36限定的一个平面H-S。根据在平面V-S和平面H-S中所描绘的实施方案是垂直的。然而，这不是必需的。在一个垂直于平面V-S的平面(根据所描绘的实施方案是平面H-S)内第一光学辐射源81相对于***指向轴线36同轴。在一个垂直于平面H-S的平面(根据所描绘的实施方案是平面V-S)内第二光学辐射源82相对于***指向轴线36同轴。

从而，第一光学辐射源81被布置成使得在H-S平面内其相对于***指向轴线36非偏心，并且因此当采用第一光学辐射源81作为***单元传送机时，在H-S平面内目标轴线95和***指向轴线36之间将不存在角度。这被例示在图7中。目标轴线95是穿过仪器主体14中的一个点(例如，如图6-9中所示的仪器瞄准轴线S上的仪器中心点98)和目标90的轴线。根据图5-9中所描绘的实施方案，仪器中心点98被定义为H轴线、V轴线和S轴线之间的相交的点。在仪器 主体14中轴线H、轴线V和轴线S之间没有相交的情况下(图5-9中未示出此实施例)，仪器中心点可以例如被定义为由轴线H、轴线V和轴线S切向地封闭的小的体积或最小的体积的中心点。注意的是，仪器中心点98仅被示意性地指示在图5-9中。

第二光学辐射源82被布置成使得在V-S平面内其相对于***指向轴线36非偏心，并且因此当采用第二光学辐射源82作为***单元传送机时，在V-S平面内目标轴线95和***指向轴线36之间将不存在角度。这被例示在图9中。

因此，当***单元“锁定”在目标90上时且当使用第一光学辐射源81作为***单元传送机时，目标轴线95和***指向轴线36之间的任何可能的角度ε将仅在平面V-S内出现，在该平面V-S内，第一光学辐射源81相对于***指向轴线36偏移同轴状态。这被例示在图6中且由距离e_V指示。在图6中以及在图7-9中，由d指示光传感器模块33或光学***34与目标90之间的距离。在第一近似中，当在d>>d_i时，其中d_i是光学***34和仪器中心点98之间的距离，角度ε可以被表示为

ε＝arctan(e_V/(2·d))。

因此，当***单元“锁定”在目标90上时且当使用第一光学辐射源81作为***单元传送机时，仪器主体14和/或测量仪器可以通过角度ε指向在V-S平面中的“错误”。

此外，当***单元“锁定”在目标90上时且当使用第二光学辐射源82作为***单元传送机时，目标轴线95和***指向轴线36之间的任何可能的角度ε将仅在平面H-S内出现，在该平面H-S内，第二光学辐射源82相对于***指向轴线36偏移同轴状态。这被例示在图8中且由距离e_H指示。在第一近似中，当在d>>d_i时，角度ε可以被表示为

ε＝arctan(e_H/(2·d))。

因此，当***单元“锁定”在目标90上时且当使用第二光学辐射源82作为***单元传送机时，仪器主体14和/或测量仪器可以通过角度ε指向H-S平面中的“错误”。

如上所述，当***单元“锁定”在目标90上时在不同的平面中 目标轴线95和***指向轴线36之间的任何这样的可能的角度ε可以取决于光传感器模块33或光学***与目标轴线95之间的距离d，且可能取决于目标90的直径，例如棱镜直径d_P。棱镜直径意指棱镜的孔径的直径。

然而，如图7所示，在H-S平面内，第一光学辐射源81相对于***指向轴线36同轴，并且如图9所示，在V-S平面内，第二光学辐射源82相对于***指向轴线36同轴。

因此，在H-S平面内，当采用第一光学辐射源81作为***单元传送机时***单元展现同轴光学行为，且在V-S平面内，当采用第二光学辐射源82作为***单元传送机时***单元展现同轴光学行为。

因此，通过在***单元中采用至少两个光学辐射源81和82，所述第一光学辐射源81和第二光学辐射源82相对于***指向轴线36被偏心地布置且相对于***指向轴线36被定位，例如上文所描述的，在***单元中可以采用非同轴光学配置，同时允许模仿或“模拟”***单元中的同轴光学行为。

可以例如通过参照图2所描述的中心单元14来实施仪器主体14，中心单元14可以围绕水平定向的旋转轴线H旋转以使仪器主体14对准任何期望的竖直方向。例如通过将仪器主体14布置在如参照图2所描述的照准仪中，仪器主体14还可以围绕竖直定向的旋转轴线V旋转以使仪器主体14对准任何期望的水平方向。

光传感器模块33可以由成像设备或传感器33构成。借助于光学***34，图像可以形成在成像设备或传感器33上。成像设备或传感器33通常能够捕获视场97中的至少一个图像。光学***34可以例如包括一个或多个透镜，例如聚焦透镜和/或物镜等。光传感器模块33和光学***34可以例如被纳入摄像机设备中。

目标90不限制于是一个反射棱镜，而是替代地或附加地，例如可以包括反光镜或能够提供聚焦反射(即，能够具有小反射角度)的另一个合适类型的反射器。

如图2所示，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82可以被布置成邻近望远镜23。然而，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82 的其他布置是可能的。例如，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82可以被布置在望远镜23的物镜的后面。

一般而言，可能期望相对接近***指向轴线36地来定位第一光学辐射源81和第二光学辐射源82。以此方式，可以确保从光学辐射源81、82发射的且在反射棱镜90上反射的光学辐射朝向仪器主体14或测量仪器反射回，使得反射的光学辐射可以被光传感器模块33检测到，即使使用相对小的反射棱镜90，和/或仪器主体14和/或测量仪器与反射棱镜90之间的距离相对大。参照图2，第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82的布置(例如，在望远镜23的物镜的后面)可以促进整体***单元和/或测量仪器的尺寸的减小和/或简化光学辐射源81和/或82在***单元中的固定。

参照图3，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82可以例如被布置在光学辐射发射和/或接收单元41中。

第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以例如包括至少一个发光二极管(LED)。LED可以例如是无机LED、有机LED(OLED)，量子点(QD)LED，和/或另一种类型的LED。替代地或附加地，第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以包括至少一个所谓的超辐射发光二极管(SLD)(例如，可得自Hamamatsu Photonics Norden AB、Torshamnsgatan 35，SE-16440，Kista，Sweden)。

替代地或附加地，第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以包括激光器或类似物，和/或另一种类型的合适的光学辐射源或发光元件。

替代地或附加地，第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以包括至少一个波导(例如，光纤)的脱耦合端(outcoupling end)，该脱耦合端被布置成能够将已经在所述至少一个波导的入耦合端(incoupling end)处被耦合到所述至少一个波导中的光学辐射耦合出。

现在再次参照图1，***单元1包括控制模块5和信号处理模块6，将在下文中对其操作进行描述。在测量仪器10是全站仪或包含一个全站仪的情况下，控制模块5可以例如是由设备控制模块51或参照图2和图3所描述的布置在全站仪10中的另一个控制模块构成。

控制模块5适于选择性地致使仪器主体14旋转，并且至少一次选择性地激活和去激活第一光学辐射源81以及至少一次选择性地激活和去激活第二光学辐射源82。

控制模块5适于致使光传感器模块33中的多个光传感器基于由第一光学辐射源81发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号，以及基于由第二光学辐射源82发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号。

可以同时或大体上同时执行所述至少一个第一组信号的生成和所述至少一个第二组信号的生成。可能地，控制模块5可以适于致使光传感器模块33中的多个光传感器在第一光学辐射源81被激活的时期期间生成至少一个第一组信号，以及在第二光学辐射源82被激活的时期期间生成至少一个第二组信号。上述时期可以是在时间上连续的或接近连续，或在某种程度上重叠的。

参考参照图4-9所描述的本发明的例示实施方案，信号处理模块6适于基于所述至少一个第一组信号提取关于在垂直于第一平面V-S的平面H-S内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和基于所述至少一个第二组信号提取关于在垂直于第二平面H-S的平面V-S内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。控制模块5适于，在仪器瞄准轴线S和目标轴线95未对准的条件下，分别基于关于在垂直于第一平面V-S的平面H-S内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和关于在垂直于第二平面H-S的平面V-S内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息致使仪器主体14旋转，使得仪器瞄准轴线S变得与目标轴线95对准或变得与目标轴线95接近对准。

一般而言，控制模块5适于致使所述多个光传感器基于由第一光学辐射源81发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号，以及基于由第二光学辐射源82发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号。信号处理模块6适于基于所述至少一个第一组信号，提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息，并基于所述至少一个第二组信号，提取关于在垂直 于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。控制模块5适于在仪器瞄准轴线S和目标轴线95未对准的条件下，分别基于关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和关于在垂直于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息，致使仪器主体14旋转，使得仪器瞄准轴线S变得与目标轴线95对准，或变得与目标轴线95接近对准。

因此，提供了一种用于操作***单元1的过程，使得当将***单元1锁定到目标90上时，目标轴线95与***指向轴线36之间的任何可能的角度(该角度可以由于光学辐射源81、82相对于***指向轴线36非同轴地布置而出现)的影响可以从目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的任何角度的确定中“抵消”。从而，可以减少或甚至避免***单元在一个偏心偏移的平面内锁定到目标90上，即使在该平面内，测量仪器10和/或仪器主体14未正确地对准目标轴线90。

光传感器模块33可以例如包括一个位置敏感光传感器设备，例如象限检测器。

进一步参照图1，光传感器模块33包括光学辐射分析器37或光学辐射区别装置，光学辐射分析器37或光学辐射区别装置是可选的。光学辐射分析器37适于通过感测照射在光传感器模块33上的光学辐射的至少一个区别特征来区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块上的光学辐射。光学辐射分析器37在光传感器模块33中的布置是根据一个实施例。光学辐射分析器37在***单元1中的其它布置是可能的。例如，光学辐射分析器37可以被布置成与光传感器模块33分开，其中光学辐射分析器37被耦合到光传感器模块33。

光学辐射的至少一个区别特征可以例如包括光学辐射的波长、相位、调制和/或脉冲定时。

借助于这样的区别功能，可以将光传感器模块33对由第一光学辐射源81发射的光学辐射在反射目标90处的反射所生成的光学辐射的感测与光传感器模块33对由第二光学辐射源82发射的光学辐射在反射目标90处的反射所生成的光学辐射的感测分开或区别开。

因此，借助于能够区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块上的光学辐射的光学辐射分析器37，可以促进或者使得能够同时或大体上同时生成所述至少一个第一组信号和生成所述至少一个第二组信号以及对其进行随后的处理。

第一光学辐射源81和第二光学辐射源82中的每一个可以被配置成发射相应的预定波长间隔的光学辐射或相应的预定波长的光学辐射，并且可能使得第一光学辐射源81和第二光学辐射源82能够并且可适于发射不同波长间隔的光学辐射或不同波长的光学辐射。

光学辐射的区别特征可以包括波长。光学辐射分析器37可以适于检测照射在光传感器模块33的多个光传感器上的光学辐射的波长，以区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块33上的光学辐射。

第一光学辐射源81可以被配置成使得由第一光学辐射源81发射的光学辐射的相位相差一个预定的相移，例如，180°，和/或第二光学辐射源82可以被配置成使得由第二光学辐射源82发射的光学辐射的相位相差一个预定的相移，例如，180°。

光学辐射的区别特征可以包括相位。光学辐射分析器37可以适于检测照射在光传感器模块33的多个光传感器上的光学辐射的相位，以区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块33上的光学辐射。

第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以被配置成发射连续的光学辐射或例如相位和/或频率被调制的光学辐射。

光学辐射的区别特征可以例如包括调制相位和/或频率。光学辐射分析器37可以适于检测例如照射在光传感器模块33的多个光传感器上的光学辐射的调制相位和/或频率，以区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块33上的光学辐射。

所谓的“锁定(lock in)”技术可以用于区别由第一光学辐射源81 和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块33上的光学辐射与环境光。

第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以被配置成根据各自所选择的脉冲定时来发射脉冲光学辐射。

该区别特征可以包括光学辐射的脉冲的定时(timing)。光学辐射分析器37可以适于检测照射在光传感器模块33的多个光传感器上的光学辐射的脉冲的定时，以区别由第一光学辐射源81和第二光学辐射源82之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在光传感器模块33上的光学辐射。例如，相应的光学辐射源81、82的脉冲的定时可以与光传感器模块33的曝光定时同步或对应于光传感器模块33的曝光定时。

光学辐射分析器37可以适于针对其上照射有光学辐射的多个光传感器的每个光传感器提供或生成光学辐射与第一光学辐射源81和第二光学辐射源82中的哪一个相关联的指示。该指示例如可以包括可以被通信或传输到控制模块5的一个信号或一个值。

控制模块5可以适于进一步基于所述一个或多个指示致使光传感器模块33的多个光传感器生成至少一个第一组信号和至少一个第二组信号。因此，借助于由光学辐射分析器37提供的一个或多个指示，可以区别源于第一光学辐射源81或第二光学辐射源82的反射的光学辐射。

控制模块5可以适于致使光传感器模块33中的多个光传感器在第一光学辐射源81被激活且第二光学辐射源82被去激活的时期期间生成至少一个第一组信号，以及在第二光学辐射源82被激活且第一光学辐射源81被去激活的时期期间生成至少一个第二组信号。上述时期可以是在时间上连续的或接近连续的。光传感器33的多个光传感器可以被纳入成像设备33或摄像机设备中。成像设备33可以适于根据来自控制模块5的指令捕获反射目标90的至少一个图像，其中所述至少一个第一组信号构成由成像设备33所捕获的反射目标90的至少第一图像，且所述至少一个第二组信号构成由成像设备33所捕获的反射目标90的至少第二图像。

成像设备33可以例如包括有源像素传感器、基于电荷耦合器件 (CCD)的传感器和/或基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的传感器。

成像设备33可以可选地适于产生第一图像的第一图像表示和至少第二图像的至少第二图像表示。因此，可以通过处理相应的对应图像表示来完成图像的处理。因此，当本文中涉及图像的处理时，可能需要一个实体(诸如，成像设备33和/或信号处理模块6)通过处理对应的图像表示来处理图像。替代地或附加地，可以提供一个单独的图像转换实体来产生捕获的图像的图像表示。

信号处理模块6可以适于处理所述第一图像和所述至少第二图像，以便基于所述至少一个第一组信号，提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息，和基于所述至少一个第二组信号，提取关于在垂直于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。

信号处理模块6可以适于处理所述第一图像和所述至少第二图像，以便分别确定目标90在所述第一图像中的位置以及目标90在所述至少第二图像中的位置。信号处理模块6可以适于基于所确定的位置来分别提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和在垂直于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。

控制模块5可以适于致使光传感器模块33中的多个光传感器在第一光学辐射源81和第二光学辐射源82二者都被去激活的时期期间生成至少一个第三组信号，其中所述至少一个第三组信号构成由成像设备33所捕获的反射目标90的至少一个第三图像。

例如，成像设备33可以适于根据来自控制模块5的指令，立即捕获反射目标90的至少一个第三图像或大体上在通过成像设备33分别捕获反射目标90的至少一个第一图像和/或第二图像之前或之后捕获反射目标90的至少一个第三图像。可以例如通过信号处理模块6来产生第一图像和第三图像之间的差分图像以及第二图像和第三图像之间的差分图像，以便分别获得第一差分图像和第二差分图像。从而，可以减少或甚至消除来自环境照明或环境光在作为结果的第一差分图像和第二差分图像中的贡献。信号处理模块6可以适于处理作为结果的 第一差分图像和第二差分图像，而不是如上文所述的第一图像和至少一个第二图像，以便分别提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和在垂直于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。

现在将参照图10-12描述在上文中所描述的捕获反射目标90的至少一个图像的原理以及对其进行处理的原理。

图10示出了第一图像92和第二图像94。已经使用诸如在上文中所描述的成像设备33捕获第一图像92和第二图像94。在第一光学辐射源81被激活且朝向包括反射棱镜的反射目标90发射光学辐射且第二光学辐射源82被去激活(即，不朝向目标90发射任何光学辐射)时的一个瞬间捕获第一图像92。在第二光学辐射源82被激活且朝向目标90发射光学辐射且第一光学辐射源81被去激活(即，不朝向目标90发射任何光学辐射)时的一个瞬间捕获第二图像94。

在第一图像92和第二图像94中，目标90可以被看作是一个良好限定的光点，可以使用图像处理装置或技术来确定该光点在图像92、94中的位置。可以例如借助于重心技术和/或借助于模板匹配或形状识别或另一种合适的图像处理方法来确定该光点在图像92、94中的位置。

对于第一图像92和第二图像94，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82是发光二极管。

如在上文中所描述的，信号处理模块6可以处理第一图像92和第二图像94，以便分别确定目标90在第一图像中的位置和目标90在第二图像中的位置。分别基于所确定的目标90在第一图像中的位置和第二图像中的位置，信号处理模块6然后可以分别提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息和在垂直于第二平面的平面内目标轴线95与仪器瞄准轴线S之间的角度的信息。

图11示出相应于图10中所示的图像94的图像94a-94g。对于图像94a-94g，目标90是一个反射棱镜，该棱镜具有一个直径为大约60mm的孔径且分别位于距离仪器主体1430m、20m、10m、7.5m、5m、2.5m和1.5m的距离处。

图12示出相应于图10中所示的图像94的图像94h-94n。对于图像94h-94n，目标90是一个反射棱镜，该反射棱镜具有一个尺寸为大约20mm的孔径且分别位于距离仪器主体1430m、20m、10m、7.5m、5m、2.5m和1.5m的距离处。

图11和图12例示了针对不同直径的孔径的本发明的实施方案的原理，其中目标90是一个具有一个孔径的反射棱镜。图11和图12例示的是，在光学辐射源从相对于***指向轴线同轴状态偏移的平面内，光点在图像中的位置可以是取决于光传感器模块或者光学***与目标之间的距离d，并且可能地取决于目标90的直径d_P(例如，棱镜孔径的直径，其中该目标是一个反射棱镜)，具体地参见，图6和图8以及参照图6-9的上述描述。可能难以处理和/或补偿这些相关性，这是因为距离d和/或直径d_P可以根据应用或用户要求或期望而变化。然而，在垂直于其中光学辐射源从相对于***指向轴线同轴状态偏移的平面的平面内，光点在图像中的位置可以是取决于距离d和直径d_P。具体地参见，图7和图9以及参照图6-9的上述描述。如在上文中所描述的，在垂直于其中光学辐射源从相对于***指向轴线同轴状态偏移的平面的平面内，当采用该光学辐射源作为***单元传送机时，***单元可以展现同轴光学行为。

第一光学辐射源81和第二光学辐射源82的布置不限制于例如图2、图4和图5中所示出的布置，而且变体是可能的。例如，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82可以被定位在垂直于仪器瞄准轴线S的第一轴线上，其中，第一轴线和仪器瞄准轴线S在一个交叉点处交叉并且第一光学辐射源81和第二光学辐射源82围绕所述交叉点被等距地或者大体上等距地定位在第一轴线上。在图13中示出此实施例，图13示出了根据本发明的一个实施方案的仪器主体14的正视图。图13中的实施方案与图4中的实施方案的不同之处在于第一光学辐射源81和第二光学辐射源82相对于仪器瞄准轴线S的定位。根据图13中所描绘的实施方案，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82被定位成接近垂直于仪器瞄准轴线S的轴线M或在垂直于仪器瞄准轴线S的轴线M上。如图13中所指示的，轴线M和仪器瞄准轴线S在一个交叉点处交叉，并且第一光学辐射源81和第二光学辐射源82围绕所述 交叉点被等距地或者大体上等距地定位在轴线M上。根据图13中所描绘的实施方案，轴线M被布置在平行于V-H平面的平面内，并且在该平面内被布置成与轴线V成角度α。角度α可以例如是大约45°，但是其它角度也是可能的，例如40°或更小于或者50°或更大。

除了图2、图4、图5和图13中所例示的那些布置以外，第一光学辐射源81和第二光学辐射源82的其他布置是可能的。例如，第一光学辐射源81和/或第二光学辐射源82可以被布置在光学***34的后面，例如，在诸如图2中所描绘的望远镜23的物镜的后面。

替代地或附加地，光传感器模块33包括成像传感器33，光传感器模块33可以例如包括一个位置敏感光传感器设备，诸如，光敏元件阵列和/或所谓的象限传感器或检测器诸如，象限检测器。例如包括物镜和/或聚焦透镜的光学***34可以适于收集反射的光学辐射并且将所收集的光学辐射传达到光传感器模块33中的多个光传感器。

现在参照图14，示出了根据本发明的实施方案的计算机可读存储介质130的示意图。根据这些实施例，计算机可读存储介质130包括数字多功能盘(DVD)130和软盘130。在计算机可读存储介质130上可以存储有包括计算机代码的计算机程序，当在处理器单元中执行该计算机程序时，该计算机程序适于执行根据本发明的方法，例如，如下面参照图15所描述的方法140。

虽然上面已经参照图14描述仅两种不同类型的计算机可读数字存储介质，但是本发明包含采用任何其他合适类型的计算机可读数字存储介质(诸如，但不限制于，非易失性存储器、硬盘驱动器、CD、闪存、磁带、USB存储器设备、极碟驱动器等)的实施方案。

现在参照图15，示出了根据本发明的一个实施方案的方法140的示意流程图。

在用于测量仪器的***单元中实施方法140，该测量仪器包括一个可旋转地布置的仪器主体。该跟踪单元包括一个包括多个光传感器的光传感器模块，其中每个光传感器适于生成相应于照射在该光传感器上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射已经通过光学辐射在反射目标处的反射生成。所述反射目标可以位于光传感器模块的视场内。光传感器模块包括一个光学***，该光学***适于将来自目标的 反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上。光传感器模块被布置成使得***指向轴线相对于仪器主体和/或测量仪器的仪器瞄准轴线同轴。该***单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少一个第二光学辐射源并且所述第一光学辐射源和至少一个第二光学辐射源中的每个相对于仪器瞄准轴线非同轴地布置且当被激活时适于朝向反射目标发射光学辐射。所述第一光学辐射源和至少一个第二光学辐射源被布置在这样的位置处，使得***指向轴线和第一光学辐射源的位置限定第一平面并且***指向轴线和至少一个第二光学辐射源的位置限定第二平面，并且使得在垂直于所述第一平面的平面内，第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴且在垂直于所述第二平面的平面内，所述至少一个第二光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴。

方法140包括：

S141：致使所述多个光传感器基于通过由第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号。

S142：致使所述多个光传感器基于通过由至少一个第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的照射在光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号。

S143：基于所述至少一个第一组信号，提取关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息，和基于所述至少一个第二组信号，提取关于在垂直于第二平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息。

S144：检查仪器瞄准轴线和目标轴线是否对准。

S145：根据仪器瞄准轴线和目标轴线未对准的条件，分别基于关于在垂直于第一平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息和在垂直于第二平面的平面内目标轴线与仪器瞄准轴线之间的角度的信息，旋转仪器主体，使得所述仪器瞄准轴线变得与目标轴线对准或接近对准。

总之，公开了一种用于测量仪器(诸如，全站仪)的***单元。该***单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少一个 第二光学辐射源并且所述第一光学辐射源和至少一个第二光学辐射源中的每个相对于***指向轴线非同轴地布置且当被激活时适于朝向反射目标发射光学辐射。所述第一光学辐射源和至少一个第二光学辐射源被布置在这样的位置处，使得***指向轴线和第一光学辐射源的位置限定第一平面并且***指向轴线和至少一个第二光学辐射源的位置限定第二平面，使得在垂直于所述第一平面的平面内，第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴且在垂直于所述第二平面的平面内，所述至少一个第二光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴。基于通过由第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的照射在光传感器上光学辐射，生成至少一个第一组信号。基于通过由第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的照射在光传感器上的光学辐射，生成至少一个第二组信号。通过在***单元中采用相对于***指向轴线偏心地布置的至少两个光学辐射源，在***单元中可以采用一个非同轴光学配置，而同时允许模仿或“模拟”***单元中的同轴光学行为。

虽然已经在附图中例示了并且在前述描述中详细描述了本发明，这样的例示和描述被认为是例示性的或示例性的而不是限制性的；本发明并不限制于所公开的实施方案。本领域技术人员在实践所要求保护的发明中，从对附图、公开内容和所附权利要求的学习可以理解和实现所公开的实施方案的其它变体。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的这一事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制保护范围。

Claims (21)

1.一种用于测量仪器(10)的***单元(1)，所述测量仪器包括至少一个可旋转地布置的仪器主体(11、14)，所述***单元包括：

一个光传感器模块(33)，包括多个光传感器，每个光传感器适于生成一个对应于照射在其上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射由光学辐射在一个反射目标(90)处的反射生成，所述光传感器模块包括一个光学***(34)，所述光学***(34)适于将从所述目标反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上，其中所述光传感器模块被布置成使得所述光传感器模块的一个***指向轴线(36)相对于所述测量仪器的一个仪器瞄准轴线(S)同轴；

第一光学辐射源(81)和至少第二光学辐射源(82)，所述第一光学辐射源(81)和所述至少第二光学辐射源(82)被布置在不同的位置，且所述第一光学辐射源(81)和所述至少第二光学辐射源(82)中的每一个相对于所述***指向轴线非同轴地布置并且在被激活时适于朝向所述反射目标发射光学辐射，其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在使得所述***指向轴线和所述第一光学辐射源的位置限定第一平面且所述***指向轴线和所述至少第二光学辐射源的位置限定第二平面的位置处，并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置成使得在垂直于所述第一平面的平面内，所述第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴，且在垂直于所述第二平面的平面内，所述至少第二光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴；

一个控制模块(5；51)，适于：

选择性地致使所述至少一个仪器主体旋转；

至少一次选择性地激活和去激活所述第一光学辐射源以及至少一次选择性地激活和去激活所述至少第二光学辐射源；以及

致使所述多个光传感器基于由所述第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号，以及基于由所述至少第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传 感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号；以及

一个信号处理器模块(6；70)，适于基于所述至少一个第一组信号，提取关于在所述垂直于所述第一平面的平面内一个目标轴线(95)与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，以及基于所述至少一个第二组信号，提取关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线(95)与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息；

其中所述控制模块适于在所述仪器瞄准轴线和所述目标轴线未对准的条件下，分别基于关于在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，致使所述至少一个仪器主体旋转，使得所述仪器瞄准轴线变得与所述目标轴线对准或变得与所述目标轴线接近对准。

2.根据权利要求1所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在使得所述第一平面正交于所述第二平面的位置处，并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置成使得在所述第二平面内，所述第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴，且在所述第一平面内，所述至少第二光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴。

3.根据权利要求1或2所述的***单元，其中在如下的条件下，即在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的量级和在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的量级分别超过一个阈值，所述控制模块适于分别基于关于在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，致使所述至少一个仪器主体旋转，使得在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度和在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度分别减小到所述阈值以下。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的***单元，其中所述第一光学辐射源被定位在垂直于所述仪器瞄准轴线的第一轴线上并且所 述至少第二光学辐射源被定位在垂直于所述仪器瞄准轴线的第二轴线上，其中所述第一轴线、所述第二轴线以及所述仪器瞄准轴线相互垂直。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源被定位在垂直于所述仪器瞄准轴线的第一轴线上，其中所述第一轴线和所述仪器瞄准轴线在一个交叉点处交叉并且所述第一辐射源和所述第二辐射源被定位在所述第一轴线上等距地围绕所述交叉点。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的***单元，其中所述控制模块适于致使所述多个光传感器在所述第一光学辐射源被激活且所述至少第二光学辐射源被去激活的时期期间生成所述至少一个第一组信号，以及在所述至少一个第二光学辐射源被激活且所述第一光学辐射源被去激活的时期期间生成所述至少一个第二组信号。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的***单元，其中所述多个光传感器被纳入一个成像设备，所述成像设备适于根据来自所述控制模块的指令，捕获所述反射目标的至少一个图像，其中所述至少一个第一组信号构成由所述成像设备所捕获的所述反射目标的至少第一图像，且所述至少一个第二组信号构成由所述成像设备所捕获的所述反射目标的至少第二图像。

8.根据权利要求7所述的***单元，其中所述成像设备包括有源像素传感器、基于电荷耦合器件CCD的传感器以及基于互补金属氧化物半导体CMOS的传感器中的至少一个。

9.根据权利要求7或8所述的***单元，其中所述信号处理模块适于处理所述第一图像，以便基于所述至少一个第一组信号，提取关于在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，以及所述信号处理模块适于处理所述至少第二图像，以便基于所述至少一个第二组信号，提取关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息。

10.根据权利要求9所述的***单元，其中所述信号处理模块适于处理所述第一图像，以确定所述目标在所述第一图像中的位置， 且所述信号处理模块适于处理所述至少第二图像，以确定所述目标在所述至少第二图像中的位置，并且基于已确定的位置分别提取关于在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息。

11.根据权利要求1-10中的任一项所述的***单元，还包括一个光学辐射分析器(37)，所述光学辐射分析器(37)适于通过感测照射在所述光传感器模块上的光学辐射的至少一个区别特征，来区别由所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源之中不同的光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器模块上的光学辐射。

12.根据权利要求11所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的每一个被配置成发射相应的预定波长间隔的光学辐射或相应的预定波长的光学辐射，并且其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源发射不同波长间隔的光学辐射或不同波长的光学辐射，其中所述区别特征包括波长，且其中所述光学辐射分析器适于检测照射在所述多个光传感器上的光学辐射的波长。

13.根据权利要求11或12所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和/或所述至少第二光学辐射源被配置成使得由所述第一光学辐射源发射的光学辐射的相位和由所述至少一个第二光学辐射源发射的光学辐射的相位分别相差一个预定的相移，其中所述区别特征包括相位，并且其中所述光学辐射分析器适于检测照射在所述多个光传感器上的光学辐射的相位。

14.根据权利要求11-13中的任一项所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和/或所述至少第二光学辐射源被配置成发射相位和频率中的至少一个被调制的光学辐射，其中所述区别特征包括调制相位和频率中的至少一个，并且其中所述光学辐射分析器适于检测照射在所述多个光传感器上的光学辐射的调制相位和频率中的至少一个。

15.根据权利要求11-13中的任一项所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和/或所述至少第二光学辐射源被配置成根据所选择 的脉冲定时来发射脉冲光学辐射，其中所述区别特征包括光学辐射的脉冲定时，并且其中所述光学辐射分析器适于检测照射在所述多个光传感器上的光学辐射的脉冲定时。

16.根据权利要求11-15中的任一项所述的***单元，其中所述光学辐射分析器还适于针对其上照射有光学辐射的所述多个光传感器的每个光传感器，提供所述光学辐射与所述第一光学辐射源和所述第二光学辐射源中的哪一个相关联的指示，并且其中所述控制模块适于致使所述多个光传感器进一步基于所述一个或多个指示生成所述至少一个第一组信号和所述至少一个第二组信号。

17.根据权利要求1-16中的任一项所述的***单元，其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的至少一个包括至少一个发光二极管LED。

18.一种测量仪器(10)，包括一个可旋转地布置的仪器主体(14)和一个根据权利要求1-17中的任一项所述的***单元(1)。

19.一种在用于测量仪器的***单元中的方法(140)，所述测量仪器包括一个可旋转地布置的仪器主体，所述***单元包括一个包括多个光传感器的光传感器模块，每个光传感器适于生成对应于照射在其上的光学辐射的强度的信号，所述光学辐射由光学辐射在一个反射目标处的反射生成，所述光传感器模块包括一个光学***，所述光学***适于将从所述目标反射的光学辐射投射到所述多个光传感器上，其中所述光传感器模块被布置成使得一个***指向轴线相对于一个仪器瞄准轴线同轴，所述***单元包括被布置在不同位置处的第一光学辐射源和至少第二光学辐射源，且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源中的每一个相对于所述***指向轴线非同轴地布置且在被激活时适于朝向所述反射目标发射光学辐射，其中所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置在使得所述***指向轴线和所述第一光学辐射源的位置限定第一平面并且所述***指向轴线和所述至少第二光学辐射源的位置限定第二平面的位置处，并且所述第一光学辐射源和所述至少第二光学辐射源被布置成使得在垂直于所述第一平面的平面内，所述第一光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴，且在垂直于所述第二平面的平面内，所述至少第二 光学辐射源相对于所述***指向轴线同轴，所述方法包括：

致使所述多个光传感器基于由所述第一光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器上的光学辐射生成至少一个第一组信号(S141)；

致使所述多个光传感器基于由所述至少第二光学辐射源发射的光学辐射的反射所生成的、照射在所述光传感器上的光学辐射生成至少一个第二组信号(S142)。

基于所述至少一个第一组信号，提取关于在所述垂直于所述第一平面的平面内一个目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，以及基于所述至少一个第二组信号，提取关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息(S143)。

在所述仪器瞄准轴线和所述目标轴线未对准的条件下，分别基于关于在所述垂直于所述第一平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息和关于在所述垂直于所述第二平面的平面内所述目标轴线与所述仪器瞄准轴线之间的角度的信息，旋转所述至少一个仪器主体，使得所述仪器瞄准轴线变得与所述目标轴线对准或变得与所述目标轴线接近对准(S145)。

20.一种计算机程序，当在一个处理器单元中执行所述计算机程序时，所述计算机程序适于执行根据权利要求19所述的方法。

21.一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储有一种计算机程序，当在一个处理器单元中执行所述计算机程序时，所述计算机程序适于执行根据权利要求19所述的方法。