CN111580127B - 具有旋转反射镜的测绘*** - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有旋转反射镜的测绘***。该测绘***包括：控制器(19)；支撑件(7)；安装在支撑件(7)上的安装结构(13)，其中，所述安装结构(13)相对于所述支撑件(7)绕第一轴线(14)可旋转；第一电机(17)，用于使所述安装结构(13)相对于所述支撑件(7)旋转；安装在所述安装结构(13)上的第一反射镜(21)，其中，所述第一反射镜(21)相对于所述安装结构(13)绕着第二轴线(16)可旋转，其中，所述第二轴线(16)与所述第一轴线(14)基本上重合；第二电机(23)，用于使所述第一反射镜(21)相对于所述安装结构(13)旋转；以及第一光源(27、35)，其配置成将光束(33)导向至第一反射镜(21)上。

Description

具有旋转反射镜的测绘***
技术领域
本发明涉及具有旋转反射镜的测绘***。
背景技术
常规的测绘***包括测量单元，该测量单元产生可以被导向至物体上的点的测量光束。物体反射或散射入射的测量光，以使测量单元接收从物体返回的光的一部分。然后，例如，测量单元可以基于飞行时间分析来确定物体与测量单元的距离。
该测绘***还包括旋转反射镜，其中，测量单元将所生成的测量光束导向至旋转反射镜上，所述光束从该旋转反射镜反射至物体上的位置，这取决于旋转反射镜的旋转位置。可以以高速驱动旋转反射镜，使得光束扫过位于测绘***周围的物体，以便执行大量的距离测量或其它测量。
此外，由于旋转反射镜的旋转是受控的旋转，因此从测绘***发射的测量光束的方向在每个时间实例中是已知的。当测绘***的位置和取向在给定的坐标系中为已知时，可以将测量结果与该坐标系中的坐标相关联。特别地，可以确定在该坐标系中光束入射到测绘***周围的物体上的点的坐标。
显然，这些确定的准确性取决于与在进行测量时从测绘***发射的测量光束的方向有关的信息的准确性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有旋转反射镜的测绘***，其在旋转反射镜的各种旋转位置提供与射出的测量光束的方向有关的改进信息。此外，本发明的目的是扩展具有旋转反射镜的测绘***的可用性。
根据本发明的实施方式，测绘***包括用于安装该测绘***的各种光学部件和电子部件的安装结构。特别地，第一反射镜安装在安装结构上，其中第一反射镜可相对于安装结构绕轴线旋转。提供了电机以使该第一反射镜相对于安装结构旋转。第一光源被配置成将光束引导至该第一反射镜上。
根据一些实施方式，第一光源被安装在所述安装结构上。
根据示例性实施方式，测绘***还包括支撑件，其中，所述安装结构安装在所述支撑件上以便可绕轴线旋转。提供电机以使所述安装结构相对于所述支撑件旋转。
根据一些实施方式，所述第一光源被安装在所述支撑件上。
所述第一反射镜的相对于所述安装结构的旋转轴线可以与所述安装结构的相对于所述支撑件的旋转轴线基本上重合。光束在所述第一反射镜上的入射方向可以基本上平行于所述第一反射镜的相对于所述安装结构的旋转轴线和所述安装结构的相对于所述支撑件的旋转轴线中的一者。所述第一反射镜的旋转轴线与所述第一反射镜的镜面的面法线之间的角度可以为约45度。
测绘***还可以包括第一检测器，第一检测器被配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸至物体并从所述物体经由所述第一反射镜返回至所述第一检测器的光束路径的光。例如，所述第一光源可以产生光脉冲，该光脉冲被导向至旋转反射镜上并朝向物体反射。通过所述第一检测器检测从所述物体返回的被接收的相应光脉冲，并且所述光脉冲的发射与从物体接收光脉冲之间的时间差指示所述物体与测绘***的距离。可以针对旋转反射镜相对于所述安装结构的多个旋转位置重复该过程，使得可以在由从所述旋转反射镜反射的光束限定的平面内测量围绕所述测绘***布置的各种物体的距离。
如果光束入射到该第一反射镜上的方向与该第一反射镜的相对于所述安装结构的旋转轴线完全重合，并且如果所述第一反射镜的面法线与入射光束的方向之间的夹角正好为45度，则从该第一反射镜反射的光束与正交于该第一反射镜的绕所述安装结构的旋转轴线的平面重合。然而，实际上，这种理想情况并未实现。例如，如果导向至该旋转反射镜上的光束与该旋转反射镜的旋转轴线平行但布置成与该旋转轴线间距小，则从该旋转反射镜反射的光束总是平行于与该旋转反射镜的旋转轴线正交的平面，但布置成与该平面的距离不同。距该平面的距离取决于该第一反射镜的旋转位置。如果光束入射到旋转反射镜上的方向被取向成相对于旋转反射镜的旋转轴线呈小角度，则从旋转反射镜反射的光束呈锥形。与理想情况的其它偏差也是可能的，并导致射出的光束与正交于旋转轴线的该平面的偏差更加复杂。
根据一些实施方式，测绘***包括第二检测器，第二检测器安装在支撑件上并且被配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸至所述第二检测器的光束路径的光。
第二检测器在绕旋转反射镜的旋转轴线的周向方向上具有小的延伸。因此，第二检测器在旋转反射镜的旋转位置的小范围内接收从旋转反射镜反射的光。当旋转反射镜在该小旋转范围内取向时，第二检测器可以确定从旋转反射镜反射的光束入射在第二检测器上的位置。该位置表示从旋转反射镜反射的光束的方向与旋转反射镜的旋转轴线之间的角度。该角度表示用于将诸如距离的测量结果与测绘***的坐标系中的坐标相关联的重要信息。然而，该信息是在旋转反射镜的以下这样的旋转位置处获得的：在该旋转位置处，测量光束入射到第二检测器上，而不是待测量的物体上，并且测量光束位于测绘***周围。现在，控制器可以致动第一电机，以使所述安装结构相对于所述支撑件旋转一定量，并重复测量从旋转反射镜反射的光束在第二检测器上的入射位置。同样，仅针对旋转反射镜相对于所述安装结构的旋转位置的小角度范围，指示该位置，但是该旋转位置范围与先前测量中探讨的范围不同。对于所述安装结构相对于所述支撑件的足够数量的旋转位置，可以重复此过程，直到达到完整的圆为止，从而针对所述旋转反射镜的相对于所述安装结构绕旋转反射镜的旋转轴线的基本上所有的旋转位置，对从旋转反射镜反射的光束在第二检测器上的入射位置进行多次测量。因此，该方法允许针对旋转反射镜绕其旋转轴线的所有旋转位置来确定从旋转反射镜发射测量光束的方向。
根据另外的示例性实施方式，测绘***还包括基座，其中，所述支撑件安装在所述基座上，以便可绕着与所述安装结构的相对于所述支撑件的旋转轴线成横向取向的轴线旋转。根据本文中的特定实施方式，所述支撑件的相对于所述基座的旋转轴线被取向成与所述安装结构的相对于所述支撑件的旋转轴线基本上正交。根据本文中另外的实施方式，测绘***还包括第三电机，第三电机由控制器控制并且被配置成使所述支撑件相对于所述基座旋转。
根据另外的示例性实施方式，测绘***包括三脚架，其中，所述基座安装在该三脚架上。
使用三脚架，可以将测绘***容易地安装在几乎任何所需的位置，通常使得该支撑件相对于该基座的旋转轴线与在所选位置的重力向量对齐。测绘***的提供基座的部件在本领域中通常被称为“照准部”。
可以操作测绘***，使得支撑件以低旋转速度相对于基座绕其旋转轴线旋转180度。在执行该旋转时，所述旋转反射镜相对于所述安装结构绕其旋转轴线高速旋转，同时连续记录距离测量值。通过该过程，可以确定定位于测绘***周围的基本上所有物体的距离。然而，如果旋转反射镜相对于安装结构的旋转轴线没有被取向成正交于所述支撑件相对于所述基座的旋转轴线，则不可能将测量光束导向至位于所述支撑件相对于所述基座的旋转轴线上的位置处的物体。因此，期望使旋转反射镜的旋转轴线取向成与支撑件相对于基座的旋转轴线完全正交，或者，至少期望精确地知道该角度与90度的偏差量。
根据一些示例性实施方式，测绘***还包括第三检测器，该第三检测器安装在基座上并且被配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸至所述第三检测器的光束路径的光。该第三检测器可以具有如上文关于安装在所述支撑件上的第二检测器描述的功能。
根据另外的示例性实施方式，测绘***还包括安装在所述安装结构上的第二反射镜和安装在所述基座上的第二光源，所述第二光源被配置成当将所述安装结构布置在绕着所述安装结构的相对于所述支撑件的旋转轴线的第一旋转位置中时，以及当所述安装结构布置在绕着该旋转轴线的第二旋转位置中时，将光束导向在所述第二反射镜上。第三检测器安装在基座上，并且被配置成检测已经经过从所述第二光源经由所述第二反射镜延伸至所述第三检测器的光束路径的光。所述安装结构相对于支撑件的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置可以相差超过20度或超过40度。根据特定实施方式，这两个旋转位置相差基本上180度。使用这种***，可以执行一组测量，在这组测量中，所述安装结构处于所述第一旋转位置和所述第二旋转位置，并且所述支撑件位于绕着所述支撑件的相对于所述基座的旋转轴线的多个不同位置。在每次测量中，记录从第二光源发出并经由第二反射镜由该第三检测器接收的光的入射位置。
基于该测量，可以确定支撑件的相对于基座的旋转轴线与安装结构的相对于支撑件的旋转轴线之间的角度。此外，如上所述，可以确定旋转反射镜的相对于安装结构的旋转轴线与安装结构的相对于支撑件的旋转轴线之间的角度。显然，此过程允许针对旋转反射镜绕着其旋转轴线的所有旋转位置以及针对支撑件相对于基座的所有旋转位置，精确地确定从旋转反射镜反射的测量光束的方向。因此，可以在不使用外部测量工具的情况下关于测绘***的旋转轴线之间的角度来校准测绘***。
根据另外的示例性实施方式，测绘***包括安装在安装结构上的至少一个摄像机，其中，所述至少一个摄像机包括具有主轴线的物镜和位置灵敏检测器。使用摄像机，可以记录测绘***周围的可见光图像，同时使用测量光束和旋转反射镜记录测量值。可见光图像提供了信息的替选来源，该信息可以用于解释使用测量光束和旋转反射镜获得的测量结果。
根据另外的示例性实施方式，测绘***包括安装在安装结构上的第一摄像机和第二摄像机，其中，第一摄像机的主轴线和第二摄像机的主轴线被取向在相对于安装结构的相对于支撑件的旋转轴线的不同周向方向和/或不同方位角方向上。使用被取向在相对于安装结构的不同角度的多个摄像机允许在操作测绘***时获得全景图像，以使用测量光束和旋转反射镜记录测量值。
根据另外的示例性实施方式，测绘***包括安装在所述安装结构上的光学仪器，例如激光指示器和电子测距仪器(EDM)，其中，所述光学仪器被配置成当所述第一反射镜处于绕第二轴线的预定旋转位置时，在与从所述第一反射镜反射的光束的方向基本上重合的方向上导向该光束。安装结构可以相对于支撑件旋转，以沿选定的方向发射可见光束，以便可视地标记在物体上的位置。
附图说明
将参考以下附图来说明本发明的实施方式。其中：
图1是测绘***的示意性截面图。
具体实施方式
下面将参考图1说明示例性的测绘***。在本文中，图1是示意性地示出测绘***的细节的简化截面图。测绘***1包括安装在三脚架5上的基座3、以及照准部7。照准部7安装在基座3上，并且可以相对于基座3绕轴线9旋转，如图1中的箭头10所示。可以调节三脚架5，使得当使用测绘***1时，轴线9沿竖直方向取向。设置电机6以使照准部7相对于基座3旋转。电机6由安装在基座3内或在测绘***1的任何其它合适部件上的控制器19控制。测绘***1还可包括连接至控制器19的旋转编码器(未在图1中示出)，使得控制器19可以测量照准部7相对于基座3的当前旋转位置。
测绘***1还包括安装在安装结构13上的测量单元11。安装结构13安装在照准部7上，并且可相对于照准部7绕轴线14旋转，如图1中的箭头15所示。轴线14基本上正交于照准部7的相对于基座3的旋转轴线9。设置有电机17以使安装结构13相对于照准部7旋转。电机17由控制器19控制。此外，测绘***1可以包括连接至控制器19的旋转编码器(图1中未示出)，使得控制器19可以测量安装结构13相对于照准部7的当前旋转位置。
测量单元11包括由安装在安装结构13上的电机23承载的旋转反射镜21。电机23由控制器19控制，并且使旋转反射镜21绕旋转轴线16旋转，如图1中的箭头18所示。旋转反射镜的旋转轴线16与安装结构13的相对于照准部7的旋转轴线14基本上重合。旋转反射镜21具有基本上平坦的反射镜面25，该反射镜面25具有被定向成相对于旋转反射镜21的旋转轴线16成45度的角度的面法线。
测量单元11还包括光源27，例如激光源、脉冲激光源和/或光纤激光器。光源27被安装在安装结构13上，并且被配置成产生光脉冲，该光脉冲经由光纤31被提供给诸如准直透镜的发射元件29。细测量光束33从发射元件29发射、进入玻璃棱镜35、并从玻璃棱镜35的内面37反射，使得其与旋转反射镜21的旋转轴线16基本上重合。测量光束33离开棱镜35穿过玻璃板39。玻璃板39具有反射镜面41，例如，该反射镜面41具有可以被定向成相对于旋转反射镜21的旋转轴线16呈45度角的面法线。反射镜面41具有被测量光束33穿过的中心部分43。中心部分43可以具有抗反射涂层，使得少量的测量光从反射镜面41反射，而测量光束33的主要部分以45度角入射在反射镜面25上。当旋转反射镜21被定向成如图1中所示时，测量光束33从反射镜面25反射，使得细测量光束33从测绘***1沿竖直方向发射，如由图1中的箭头45所示。该测量光将入射到物体上，并且该测量光的一部分被物体散射或从物体反射，使得其作为更宽的光束46返回至测绘***1，如由图1中的箭头47所示。
安装结构13包括一个或多个窗49，该窗49允许测量光束33离开测量单元11并允许从物体返回而被接收的光47进入测量单元11。窗49可以是绕旋转反射镜21的旋转轴线16延伸的单个环形窗。
从物体返回而被接收的光入射到旋转反射镜21的反射镜面25上，并从反射镜面25反射以入射到反射镜面41上。除了其中心部分43之外，反射镜面41具有反射涂层，使得从物体返回而被接收的光的大部分被朝着聚焦透镜51导向，聚焦透镜51将从物体返回而被接收的光集中到检测器53上。由检测器53产生的检测信号被提供至控制器19。控制器19可以测量当光源27产生光脉冲时的时间与当检测器53检测到这些光脉冲时的相应时间之间的差。这些时间差表示光脉冲从测量单元到物体以及从物体回到测量单元11的飞行时间。所测量的该飞行时间表示物体距测绘***1的距离。
控制器19可以控制电机23以使旋转反射镜21绕轴线16旋转。这导致从测绘***1发射的光束45在正交于轴线16的平面中绕轴线16旋转。通过操作电机6以使照准部7绕轴线9旋转，控制器19可以将从测绘***1发射的测量光束45沿任何方向导向。
显然，多个因素产生了与上述理想情况的偏差，在理想情况下，从测绘***1发射的光束45与正交于旋转反射镜21的旋转轴线16的数学平面重合。这些因素包括测量光束33在反射镜面25上的入射角与45°的偏差、光束33在反射镜面25上的入射位置相对于旋转反射镜21的旋转轴线16与反射镜面25的交叉点的位移、以及旋转反射镜21的旋转轴线16和照准部7相对于基座3的旋转轴线9之间的角度与90°的偏差。
测绘***1包括配置成确定这些偏差中的至少一些偏差的校准单元55。校准单元55包括位置灵敏检测器57，该位置灵敏检测器57安装在基座3上并且被配置成在旋转反射镜21绕轴线16的至少一些旋转位置处接收从测量单元11发射的测量光45。为此目的，照准部7包括窗59，当旋转反射镜21处于与图1中所示的旋转位置相反的旋转位置使得其沿图1中的向下方向反射测量光束45时，该窗59透射已穿过安装结构13的窗49的测量光。
照准部7在基座3上的支撑由空心轴61提供，使得该测量光入射在反射面63上。光从该反射面63朝向聚焦透镜65反射。在从旋转反射镜21反射的光从分束器68的半透明面67反射之后，透镜65将该光聚焦在检测器57的检测面上。
基于检测器57提供给控制器19的检测信号，控制器19可以确定从测量单元11发射的光束45在检测器57的检测面上的入射位置。该位置指示在旋转反射镜21绕其旋转轴线16的给定旋转位置处，测量光束45从测量单元11发射所朝的方向。然而，仅在旋转反射镜21绕其轴线16旋转的小的取向范围内，才能确定光在检测器57上的该入射位置。为了扩大该范围，控制器19被配置成操作电机17，以使安装结构13相对于照准部7围绕轴线14旋转。在这种旋转之后，在旋转反射镜21绕其旋转轴线16的其它旋转位置处，检测器57将检测到从测量单元11发射的光。基于该方法，针对旋转反射镜21绕其旋转轴线16的许多或全部旋转位置，可以确定从测量单元11发出测量光的方向。
校准***55还包括对针孔71照明的光源69。从针孔71射出的光穿过分束器68并且被聚焦透镜65准直。根据其它示例，该光束可以由点光源LED产生。已经穿过聚焦透镜65的光从反射镜63反射并沿图1中的竖直方向行进，并通过窗49进入安装结构13。玻璃板73布置在该光的光束路径中。玻璃板73在其主平坦面74上具有抗反射涂层，并且在其另一主平坦面75上具有高反射率的涂层。由光源69射出的光的一部分从玻璃板73的面75反射并且往回行进至反射镜63，在该反射镜63处该部分光反射并聚焦在检测器57上。控制器19针对照准部7相对于基座3的多个不同旋转位置确定该光入射的位置。之后，将安装结构13绕轴线14旋转180°，以使玻璃板73位于图1中虚线所示的位置。同样，在此位置，由光源69射出的光的一部分从玻璃板73的面75反射，使得其被检测器57检测到。再次，针对照准部7绕轴线9的不同旋转位置进行多次测量。
基于这些测量，可以确定照准部7相对于基座3的旋转轴线9和安装结构13相对于照准部7的旋转轴线14之间的角度。特别地，可以确定该角度与90°的偏差。在本申请人的与本申请同一天递交的、名称为“SURVEYING INSTRUMENT AND METHOD OF CALIBRATING ASURVEY INSTRUMENT”的共同未决专利申请中可以找到与这种确定照准部相对于基座的旋转轴线与安装结构相对于照准部的旋转轴线之间的角度的方法有关的附加信息，其中该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
根据一些示例，由光源27发射的测量光具有与从光源69发射的光的波长不同的波长，并且面75上的反射涂层被设计成使得其对于测量光源27的光基本上是透明的。
测绘***1还包括安装在安装结构13上的多个摄像机81。每个摄像机81包括物镜83和位置灵敏检测器85，并且每个摄像机81被配置成记录测绘***1的周围的视觉图像。每个摄像机81具有由物镜83的光轴限定的主轴线87。多个摄像机81在其主轴线87相对于安装结构13的取向方面是不同的。多个摄像机81的主轴线87在绕轴线14的周向方向上的取向方面是不同的，并且在相对于轴线14的方位角方向方面是不同的。使用例如从旋转反射镜21反射的测量光束45记录距离测量值的同时，摄像机81可以用于记录测绘***周围环境的可见光图像。
例如，测量单元可以在两种操作模式中进行操作。在第一模式中，第一光源27以给定的频率发射一系列连续的光脉冲，使得光脉冲在绕旋转反射镜21的旋转轴线16的多个离散周向方向上定向。这些周向方向取决于旋转反射镜绕轴线16旋转的速度和相位。在第二模式中，操作第一光源27，使得在旋转反射镜21处于给定旋转位置时选定的时间触发单个光脉冲，以便在绕反射镜21的旋转轴线16的期望的选定方向上执行测量，其中可以独立于在第一模式中使用的光脉冲的频率来确定选定方向。
在上面示出的实施方式中，测量单元11的光源27被安装在安装结构13上，该安装结构13可以相对于照准部7绕轴线14旋转。根据其它实施方式，产生用于执行测量(诸如距离测量)的测量光的光源安装在照准部7上。在这样的实施方式中，将安装结构13支撑在照准部上的轴可以形成为空心轴，使得由该光源在安装结构外部产生的测量光可以通过穿过空心轴进入安装结构，使得该测量光沿旋转反射镜21的旋转轴线16入射到旋转反射镜21的镜面25上。
在上述实施方式中，安装结构可旋转地安装在照准部7上，该照准部7又可旋转地安装在基座3上，其中基座3例如可以安装在三脚架5上。根据其它实施方式，支撑旋转反射镜21的安装结构可旋转地安装在支撑件上，该支撑件不形成相对于基座绕着基本上正交于旋转反射镜的旋转轴线的轴线可旋转的照准部。例如，可以将这种支撑件安装在诸如汽车、火车或飞机的交通工具上，使得旋转反射镜的旋转轴线与该交通工具的移动方向对齐。相对于交通工具的移动方向的其它取向是可能的，只要旋转反射镜的旋转轴线不正交于交通工具的移动方向即可。然后可以扫描交通工具行驶所沿的路线的周围环境，该路线例如分别为街道、火车轨道或飞行航线。例如，可以高精度地记录交通工具穿过的隧道的壁的形状。在这样的实施方式中，有利的是将校准单元的部件安装在安装结构中而不是安装在基座中，以实现能够针对旋转反射镜绕其旋转轴线的所有旋转位置确定测量光的发射方向的优点。
测绘***1还可以包括在图1中以虚线示出的激光指示器91。激光指示器91安装在安装结构13上并且被配置成发射由图1中的箭头93指示的可见光束。激光指示器91相对于安装结构13定位并取向，使得当旋转反射镜21处于绕其旋转轴线16的预定旋转位置中时，可见光束93与从旋转反射镜21反射的测量光束33的方向45重合。当旋转反射镜21处于该预定旋转位置时，激光指示器91可以阻挡测量光束33，但是由激光指示器91发射的可见光束93沿着与假设不存在激光指示器91时测量光束33延伸所沿的线基本上重合的线延伸。
可见光束93可以用于标记物体上的选定位置，使得这些位置对测绘***的用户可见。为此目的，控制器19可以使照准部7相对于基座3旋转，并且使安装结构13相对于照准部7旋转，直到光束93沿期望的方向发射并照亮物体上的位置。然后，用户可以确认该位置，并且控制器可以使安装结构13相对于照准部7旋转，直到当测量光束33从旋转反射镜21沿由用户先前确认的方向反射时，激光指示器91不再阻挡测量光束33为止。然后例如可以相对于物体上的确认位置执行距离测量。
替选于激光指示器91或除激光指示器91之外，测绘***可包括或还可包括安装在安装结构13上的一些其它光学仪器(例如电子测距仪器(EDM))，并且该其它光学仪器被配置成当第一反射镜21处于绕着第二轴线16的预定旋转位置时，沿着与从第一反射镜21反射的光束33的方向基本上重合的方向导向测量光束。当该其它的光学仪器是电子测距仪器(EDM)时，其可以用于例如在选定的方向上执行精确的距离测量。
在本申请人的与本申请(律师参考号T13844-EP)同一天递交的、名称为“SURVEYING SYSTEM AND ROTATING MIRROR FOR A SURVEYING SYSTEM”的共同未决专利申请中可以找到与具有旋转反射镜的测量仪器有关的附加信息，其中该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
特别地，本申请公开了以下特征的组合：
1.一种测绘***，包括：控制器；支撑件；安装在所述支撑件上的安装结构，其中，所述安装结构相对于所述支撑件绕第一轴线可旋转；由所述控制器控制的第一电机，并且所述第一电机配置成使所述安装结构相对于所述支撑件旋转；安装在所述安装结构上的第一反射镜，其中，所述第一反射镜相对于所述安装结构绕第二轴线可旋转，所述第二轴线与所述第一轴线基本上重合；由所述控制器控制的第二电机，所述第二电机配置成使得所述第一反射镜相对于所述安装结构旋转；以及第一光源，所述第一光源配置成将光束导向至所述第一反射镜上。
2.根据组合1所述的测绘***，其中，所述光束在所述第一反射镜上的入射方向基本上平行于所述第二轴线；和/或所述第二轴线与所述第一反射镜的镜面的相交角度为约45°，和/或所述第一轴线基本上平行于所述第二轴线取向，和/或所述第一轴线与所述第二轴线基本上重合。
3.根据组合1和2所述的测绘***，还包括第一检测器，所述第一检测器配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸到物体并从所述物体经由所述第一反射镜返回至所述第一检测器的光束路径的光。
4.根据组合1至3所述的测绘***，还包括第二检测器，所述第二检测器安装在与所述安装结构不同的部件上，特别是安装在所述支撑件上或安装在安装所述支撑件的部件上，并且所述第二检测器配置为检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸到所述第二检测器的光束路径的光。
5.根据组合1至4所述的测绘***，还包括基座；其中，所述支撑件安装在所述基座上；以及所述支撑件相对于所述基座绕着横向于所述第一轴线取向的第三轴线可旋转。
6.根据组合5所述的测绘***，其中，所述第三轴线取向成与所述第一轴线基本上正交。
7.根据组合5和6所述的测绘***，还包括第三电机，所述第三电机由所述控制器控制并且配置成使所述支撑件相对于所述基座旋转。
8.根据组合5至7所述的测绘***，还包括三脚架，其中，所述基座安装在所述三脚架上。
9.根据组合5至8所述的测绘***，其中所述第二检测器安装在所述基座上。
10.根据组合5至9所述的测绘***，还包括：安装在所述安装结构上的第二反射镜；第二光源，所述第二光源安装在与所述安装结构不同的部件上，特别是安装在所述支撑件上或安装在安装所述支撑件的部件上，并且所述第二光源配置为当所述安装结构处于相对于所述支撑件绕所述第一轴线的预定的第一旋转位置时以及当所述安装结构处于相对于所述支撑件绕所述第一轴线的预定的第二旋转位置时，将光束导向至所述第二反射镜上；以及第三检测器，所述第三检测器安装在与所述安装结构不同的部件上，特别是安装在所述支撑件上或安装在安装所述支撑件的部件上，并且所述第三检测器配置为检测已经经过从所述第二光源经由所述第二反射镜延伸到所述第三检测器的光束路径的光；以及其中所述第二旋转位置与所述第一旋转位置相差超过20°。
11.根据组合10所述的测绘***，还包括安装在所述与所述安装结构不同的部件上的分束器，其中，当所述安装结构处于绕所述第一轴线的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述分束器设置在所述第二光源和所述第二反射镜之间的光束路径中。
12.根据组合10和11所述的测绘***，还包括安装在所述基座上的聚焦透镜，其中，当所述安装结构处于绕所述第一轴线的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述聚焦透镜设置在所述第二光源和所述第二反射镜之间的光束路径中。
13.根据组合10和11所述的测绘***，还包括：安装在所述安装结构上的第二反射镜；安装在所述基座上的第三反射镜；安装在所述支撑件上的第二光源，所述第二光源配置为当所述安装结构处于绕所述第一轴线的预定的第一旋转位置时以及当所述安装结构处于绕所述第一轴线的预定的第二旋转位置时，将光束导向至所述第二反射镜上；以及安装在所述基座上的第三检测器，所述第三检测器配置为检测已经经过从所述第二光源经由所述第二反射镜延伸到所述第三检测器的光束路径的光；其中，所述光束路径包括在所述第二反射镜与所述第三反射镜之间延伸的部分；以及所述第二旋转位置与所述第一旋转位置相差超过20°。
14.根据组合13所述的测绘***，还包括安装在所述支撑件上的分束器，其中，当所述安装结构处于绕所述第一轴线的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述分束器设置在所述第二光源和所述第二反射镜之间的光束路径中。
15.根据组合13和14所述的测绘***，还包括安装在所述支撑件上的聚焦透镜，其中，当所述安装结构处于绕所述第一轴线的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述聚焦透镜设置在所述第二光源和所述第二反射镜之间的光束路径中。
16.根据组合10至15所述的测绘***，其中，所述第三检测器配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜延伸至所述第二检测器的光束路径的光。
17.根据组合1至16所述的测绘***，其中，所述控制器配置成基于由所述第三检测器提供的检测信号来确定表示所述第一轴线与所述第二轴线之间的角度的值。
18.根据组合1至17中的一项所述的测绘***，其中，所述控制器配置成基于由所述第三检测器提供的检测信号来确定表示所述第一轴线和所述第二轴线中的至少一者与所述第三轴线之间的角度的值。
19.根据组合1至18所述的测绘***，还包括安装在所述安装结构上的至少一个摄像机，其中，所述至少一个摄像机包括具有主轴线的物镜和位置灵敏检测器。
20.根据组合19所述的测绘***，其中，第一摄像机和第二摄像机安装在所述安装结构上；其中，所述第一摄像机的主轴线在绕所述第一轴线的第一周向方向上取向；其中，所述第二摄像机的主轴线在绕所述第一轴线的第二周向方向上取向；以及其中，所述第一周向方向与所述第二周向方向相差超过20°。
21.根据组合19和20所述的测绘***，其中，第一摄像机和第二摄像机安装在所述安装结构上；其中，所述第一摄像机的主轴线在相对于所述第一轴线的第一方位角方向上取向；其中，所述第二摄像机的主轴线在相对于所述第一轴线的第二方位角方向上取向；以及其中所述第一方位角方向与第二方位角方向相差超过20°。
22.组合1至21的测绘***，还包括安装在所述安装结构上的光学仪器，所述光学仪器例如为激光指示器和电子测距仪器(EDM)，其中，所述光学仪器配置成当所述第一反射镜处于绕所述第二轴线的预定旋转位置时，沿与从所述第一反射镜反射的光束的方向基本上重合的方向引导光束。
已经结合附图描述了一些实施方式。然而，应当理解，该附图未按比例绘制。距离、角度等仅是示例性的，并且不一定与所示设备的实际尺寸和布局具有确切的关系。可以添加、删除和/或重新排列部件。此外，本文中与各种实施方式关联的任何特定特征、方面、方法、特性、特征、质量、属性、元素等的公开内容可以用于本文中阐述的所有其它实施方式中。另外，将认识到，可以使用适合于执行所列举的步骤的任何设备来实践本文中描述的任何方法。
为了本发明的目的，本文中描述了某些方面、优势和新颖特征。应当理解，根据任何特定实施方式，不一定可以实现所有的这些优势。因此，例如，本领域技术人员将认识到，可以以实现本文中所教导的一个优势或一组优势而不必实现本文中所教导或建议的其它优势的方式来实施或执行本发明。
此外，尽管本文中已经描述了说明性实施方式，但是本领域技术人员基于本发明将理解具有(例如，各个实施方式的各个方面的)等同元素、修改、省略、组合、适应和/或替选的任何和所有实施方式的范围。权利要求中的限制应基于权利要求中使用的语言来广义地解释，并且不限于本说明书中或在本申请进行过程中描述的示例，这些示例应解释为非排他性的。此外，可以以任何方式修改所公开的过程和方法的动作，包括通过重新排序动作和/或***附加动作和/或删除动作。因此，目的是，本说明书和示例仅被认为是说明性的，真正的范围和精神由权利要求及其等同物的全部范围指示。

Claims (15)

1.一种测绘***，包括：
控制器(19)；
支撑件(7)；
安装在所述支撑件(7)上的安装结构(13)，其中，所述安装结构(13)能够相对于所述支撑件(7)绕第一轴线(14)旋转；
由所述控制器(19)控制的第一电机(17)，所述第一电机(17)配置成使所述安装结构(13)相对于所述支撑件(7)旋转；
安装在所述安装结构(13)上的第一反射镜(21)，其中，所述第一反射镜(21)能够相对于所述安装结构(13)绕第二轴线(16)旋转，所述第二轴线(16)与所述第一轴线(14)基本上重合；
由所述控制器(19)控制的第二电机(23)，所述第二电机(23)配置成使得所述第一反射镜(21)相对于所述安装结构(13)旋转；
第一光源，所述第一光源配置成将光束(33)导向至所述第一反射镜(21)上；
第一检测器(53)，所述第一检测器(53)配置成检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜(21)延伸到物体并从所述物体经由所述第一反射镜(21)返回至所述第一检测器(53)的光束路径的光；以及
第二检测器(57)，所述第二检测器(57)安装在与所述安装结构(13)不同的部件上，并且所述第二检测器(57)配置为检测已经经过从所述第一光源经由所述第一反射镜(21)延伸到所述第二检测器(57)的光束路径的光。
2.根据权利要求1所述的测绘***，其中，所述第二检测器(57)安装在所述支撑件(7)上或安装在安装所述支撑件(7)的部件上。
3.根据权利要求1或2所述的测绘***，还包括基座(3)，其中，所述支撑件(7)安装在所述基座(3)上，以及所述支撑件(7)能够相对于所述基座(3)绕着横向于所述第一轴线(14)取向的第三轴线(9)旋转。
4.根据权利要求3所述的测绘***，还包括第三电机(6)，所述第三电机(6)由所述控制器(19)控制并且配置成使所述支撑件(7)相对于所述基座(3)旋转。
5.根据权利要求3所述的测绘***，其中，所述第二检测器(57)安装在所述基座(3)上。
6.根据权利要求3所述的测绘***，还包括：
安装在所述安装结构(13)上的第二反射镜(73)；以及
第二光源(69，71)，所述第二光源(69，71)安装在与所述安装结构(13)不同的部件上，并且所述第二光源(69，71)配置为当所述安装结构(13)处于相对于所述支撑件(7)绕所述第一轴线(14)的预定的第一旋转位置时以及当所述安装结构(13)处于相对于所述支撑件(7)绕所述第一轴线(14)的预定的第二旋转位置时，将光束导向至所述第二反射镜(73)上，
其中，所述第二检测器(57)还配置为检测已经经过从所述第二光源(69，71)经由所述第二反射镜(73)延伸到所述第二检测器(57)的光束路径的光；以及
其中，所述第二旋转位置与所述第一旋转位置相差超过20°。
7.根据权利要求6所述的测绘***，其中，所述第二光源(69，71)安装在所述支撑件(7)上或安装在安装所述支撑件(7)的部件上。
8.根据权利要求6所述的测绘***，还包括安装在所述基座(3)上的分束器(68)，
其中，当所述安装结构(13)处于绕所述第一轴线(14)的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述分束器(68)设置在所述第二光源(69，71)和所述第二反射镜(73)之间的光束路径中。
9.根据权利要求6所述的测绘***，还包括安装在所述基座(3)上的聚焦透镜(65)，其中，当所述安装结构(13)处于绕所述第一轴线(14)的所述第一旋转位置和所述第二旋转位置中的一者时，所述聚焦透镜(65)设置在所述第二光源(69，71)和所述第二反射镜(73)之间的光束路径中。
10.根据权利要求3所述的测绘***，
其中，所述控制器(19)配置成基于由所述第二检测器(57)提供的检测信号来确定表示所述第一轴线(14)和所述第二轴线(16)之间的角度的值；和/或
其中，所述控制器(19)配置成基于由所述第二检测器(57)提供的检测信号来确定表示所述第一轴线(14)和所述第二轴线(16)中的至少一者与所述第三轴线(9)之间的角度的值。
11.根据权利要求1或2所述的测绘***，还包括安装在所述安装结构(13)上的至少一个摄像机(81)，
其中，所述至少一个摄像机(81)包括具有主轴线(87)的物镜(83)和位置灵敏检测器(85)。
12.根据权利要求11所述的测绘***，
其中，所述至少一个摄像机(81)包括安装在所述安装结构(13)上的第一摄像机和第二摄像机；
其中，所述第一摄像机的主轴线在绕所述第一轴线的第一周向方向上取向；
其中，所述第二摄像机的主轴线在绕所述第一轴线的第二周向方向上取向；以及
其中，所述第一周向方向与所述第二周向方向相差超过20°。
13.根据权利要求11所述的测绘***，
其中，所述至少一个摄像机(81)包括安装在所述安装结构(13)上的第一摄像机和第二摄像机；
其中，所述第一摄像机的主轴线在相对于所述第一轴线的第一方位角方向上取向；
其中，所述第二摄像机的主轴线在相对于所述第一轴线的第二方位角方向上取向；以及
其中，所述第一方位角方向与所述第二方位角方向相差超过20°。
14.根据权利要求1或2所述的测绘***，还包括安装在所述安装结构(13)上的光学仪器，
其中，所述光学仪器配置成当所述第一反射镜(21)处于绕所述第二轴线(16)的预定旋转位置时，沿着与从所述第一反射镜(21)反射的光束(33)的方向基本上重合的方向导向光束(93)。
15.根据权利要求14所述的测绘***，其中，所述光学仪器包括激光指示器(91)和电子测距仪器。
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