DE102013205633B4

DE102013205633B4 - Automatisiertes Grundriss- und Punktübertragungssystem

Info

Publication number: DE102013205633B4
Application number: DE102013205633.8A
Authority: DE
Inventors: James N. Hayes; Chris W. Snyder; Kevin M. Morrissey; Ayman Hajmousa; Brandon Scott Bayer; Eric Keith Unger
Original assignee: Spectra Prec Usa N D Ges D Staates Delaware LLC; Spectra Precision Usa NDGesD Staates Delaware LLC
Current assignee: Spectra Precision USA LLC
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: CN103376097B; DE102013205633A1; CN103376097A

Abstract

System mit einer Basiseinheit und einem aktiven Ziel,wobei das aktive Ziel einen omnidirektionalen Laserlichtsensor aufweist, undwobei die Basiseinheit Folgendes umfasst:einen Laserlichtsender, der eine erste im Wesentlichen vertikale Laserlichtebene ausstrahlt, wobei der Laserlichtsender um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotieren kann;eine Abstandsmessungsvorrichtung, die um die im Wesentlichen vertikale Achse rotieren kann;einen Laserlichtempfänger, der Folgendes aufweist: einen Null-Position-Lichtsensor, der montiert ist, um Laserlichtversetzungen in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung zu erkennen, und eine Verstärkerschaltung, die eine Schnittstelle zwischen dem Null-Position-Lichtsensor und dem Laserlichtempfänger bereitstellt; undeinen Nivelliermechanismus,wobei die Basiseinheit von dem aktiven Ziel mit dem omnidirektionalen Laserlichtsensor Steuerbefehle zum Bewegen der ersten Laserlichtebene erhält, sodass die erste Laserlichtebene auf den omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortführung der Anmeldung mit der Seriennummer 13/287,028 und dem Titel „ZWEIDIMENSIONALES GRUNDRISS- UND PUNKTÜBERTRAGUNGSSYSTEM“, angemeldet am 1. November 2011, die eine Fortführung der Anmeldung mit der Seriennummer 12/824,716 und dem Titel „ZWEIDIMENSIONALES GRUNDRISS- UND PUNKTÜBERTRAGUNGSSYSTEM“, angemeldet am 28. Juni 2010, jetzt US-Patent US 8 087 176 B1 ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die hierin offenbarte Technologie bezieht sich allgemein auf Grundriss-„Vermessungs“-Ausrüstung und insbesondere auf ein zweidimensionales Grundrisssystem des Typs, der Punkte und ihre Koordinaten erfasst und identifizierte Punkte auf einer Oberfläche in vertikaler Richtung auf andere Oberflächen überträgt. Es werden spezifische Ausführungsformen offenbart, die zwei Laserlichtsender mit einer Fernbedieneinheit, über die bestimmte Funktionen gesteuert werden, verwenden. Die Lasersender können identisch sein. Die Lasersender sollten vorzugsweise selbstnivellierend sein und eine Rotation um das Azimut und eine Ausgabe in Form einer vertikalen (lotrechten) Laserebene (oder rotierenden Linie) aufweisen. Wenn das System eingerichtet ist, kann es (durch Rotation) jede der vertikalen, von den Sendern (die in einiger Entfernung voneinander positioniert sind) ausgegebenen (Laserlicht-)Ebenen derart ausrichten, dass die projizierten Linien (der Laserlichtebenen) sich auf der Oberfläche an jedem beliebigen gewünschten Punkt am Einsatzort schneiden. Zudem weisen die Laserlichtebenen einen derartigen Umfang (Divergenz) auf, dass sie sich außerdem oben an der Decke schneiden, wobei der Kreuzungspunkt an einer Stelle auftritt, die sich exakt lotrecht über dem jeweiligen Kreuzungspunkt auf der Oberfläche befindet. Eine weitere Funktion dieses Systems bietet eine „implizierte“ Lotlinie, die im Raum projiziert wird und durch die Kreuzung der zwei Ebenen zwischen den Kreuzungspunkten auf der Oberfläche und an der Decke erzeugt wird. Diese implizierte Lotlinie ist sichtbar, wenn eine feste Oberfläche (oder eventuell Rauch) im volumetrischen Raum, in dem die Lotlinie projiziert wird, positioniert wird. Das System beinhaltet eine Methode für vereinfachte Grundriss- und direkte Punktübertragung an die Decke.
Die Lasersender sind auf Basiseinheiten montiert, die auf der Bodenoberfläche eines Baustelleneinsatzortes platziert werden, und vertikale Laserebenen können auf durch den Benutzer ausgewählte Punkte von Interesse (z. B. Ecken eines geschlossenen Raumes oder Zimmers) gerichtet werden und Vermessungspunkte können in einem virtuellen Grundriss an diesen Punkten von Interesse festgelegt werden. Alternativ kann ein Stab mit einer bekannten festen Länge auf einer Bodenoberfläche platziert werden und die von den Basiseinheiten ausgestrahlten vertikalen Laserebenen können auf die Enden dieses festen Stabes gerichtet werden und an diesen Punkten können Vermessungspunkte festgelegt werden. Sobald die Ausrichtungsachse zwischen den Basiseinheiten bekannt ist und die Azimutwinkel der Basiseinheiten zu jedem Stabende bekannt sind und die physische Länge des Stabes in einen virtuellen Grundriss eingetragen ist, kann der gesamte virtuelle Grundriss automatisch auf die tatsächlichen Abmessungen des Einsatzortes skaliert werden.
Ein aktives Ziel, das einen drahtlosen Sender und einen omnidirektionalen optischen Sensor aufweist, kann auf derselben Bodenoberfläche eines Baustellen-Einsatzortes wie die zwei Basiseinheiten platziert werden und das aktive Ziel kann die Bewegungen der von den Basiseinheiten ausgestrahlten vertikalen Laserebenen steuern, bis sich die beiden am omnidirektionalen Sensor des aktiven Ziels schneiden. Die auf das aktive Ziel zielenden Azimutwinkelinformationen können zusammen mit der Ausrichtungsachse zwischen den Basiseinheiten verwendet werden, um automatisch einen Vermessungspunkt auf dem Boden des Einsatzortes zu erzeugen. Dann kann eine zweite Position für das aktive Ziel festgelegt werden, um automatisch einen zweiten Vermessungspunkt auf dem Boden des Einsatzortes zu erzeugen. Der Einsatzortraum kann dann zur Verwendung in einem virtuellen Grundriss skaliert werden und andere Punkte von Interesse können geortet und angelegt werden.
Eine Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten ist mit einem vertikalen Laserebenensender und einer Laserabstandsmessungsvorrichtung ausgestattet, die beide auf einer rotierbaren Plattform angeordnet sind und vorzugsweise in dieselbe vertikale Ebene gerichtet sind. Diese Ausrüstung ermöglicht eine noch weitergehende Automatisierung: eine einzelne Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten kann einen jeweiligen Raum eines Einsatzortes abtasten, um die Abmessungen dieses Raumes zu bestimmen und Vermessungspunkte von durch den Benutzer ausgewählten Punkten von Interessen, wie den Ecken eines Zimmers, festzulegen. Aus diesen Informationen kann ein virtueller Grundriss erzeugt werden und eine zweite Basiseinheit kann auf derselben Bodenoberfläche platziert werden, um eine Ausrichtungsachse festzulegen und dann andere Punkte von Interesse zu orten und anzulegen. Eine einzelne Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten mit einem vertikalen Laserebenensender und einer Laserabstandsmessungsvorrichtung kann verwendet werden, um eine Wand an einem Einsatzort abzutasten, um automatisch eine lotrechte Linie von der Basiseinheit zu dieser Wand festzulegen (mit beliebiger Länge). Der Benutzer kann dann ganz einfach eine lotrechte Kreidelinie auf dem Einsatzortboden erzeugen und dann leicht mehrere parallele Kreidelinien zeichnen, die jeweils lotrecht zu dieser Wand sind. Ein Paar an Basiseinheiten mit verbesserten Fähigkeiten, die jeweils mit einem vertikalen Laserebenensender und einer Laserabstandsmessungsvorrichtung ausgestattet sind, kann verwendet werden, um Vermessungspunkte von durch den Benutzer ausgewählten Punkten von Interessen, wie den Ecken eines Zimmers an einem Einsatzort, festzulegen. Sobald zwei Vermessungspunkte festgelegt wurden, können die gesamten Raumabmessungen einfach skaliert werden und andere Punkte von Interesse können dann geortet und auf einem neuen virtuellen Grundriss angelegt werden.
ANGABEN ZU DURCH DIE REGIERUNG GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
Keine.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Lasersystem, das Elemente zur visuellen Ortung von Punkten von Interesse auf einer zweidimensionalen, horizontalen Oberfläche zum primären Einsatz in Innenausbauumgebungen bietet. Es besteht schon lange Bedarf an einem einfachen, akkuraten und kosteneffizienten System für die Vermessung von Grundrissen am Einsatzort. Ein herkömmliches GPS kann in üblichen Gebäuden mit Stahlbauweise nicht verwendet werden. Bisherige laserbasierte Systeme waren übermäßig kompliziert und teuer und sind in fast jedem für diesen Markt erforderlichen Bereich am Ziel vorbeigeschossen.
In im Stand der Technik bekannten laserbasierten Positionsbestimmungssystemen, wie zum Beispiel im Patent US 5 100 229 A offenbart, werden drei oder mehr Lasersender (Lichtmarkierungen) im Umkreis einer Baustelle positioniert. Jeder Sender strahlt eine Lichtebene in einem Winkel von ungefähr 45 Grad zur Vertikalen aus, während er mit konstanter Geschwindigkeit rotiert. Die Strahlen von jedem Sender müssen jeweils ihre eigene, einzigartige und in höchstem Maße kontrollierte Rotationsgeschwindigkeit oder alternativ ihre eigene, einzigartige Modulationsfrequenz aufweisen, sodass sie voneinander unterschieden werden können. Ein Stroboskop an jedem Sender bietet ein Referenzsignal, um eine Reihe von Zeitmessungen zu beginnen, mit denen die Position trianguliert wird. Das System kann für zweidimensionale oder dreidimensionale Anwendungen verwendet werden. Dieses Verfahren ist sehr komplex und es ist entscheidend, dass eine konstant rotierende Laserabtastung zur Verfügung steht. Außerdem ist es rechnerisch sehr aufwendig, insbesondere beim Einrichten des Systems.
In einer weiteren, bestehenden Vorrichtung, wie sie in Patent US 5 076 690 A offenbart wurde, wird ein rotierender Laserstrahl verwendet, der im Umkreis einer Baustelle positionierte, retroreflektierende Strichcode-Ziele abtastet. Der tragbare Sender/Empfänger, verwendet optische Sammeloptik, um die retroreflektierende Energie von wenigstens drei der Ziele zu empfangen. Ein rotierender Wertgeber nimmt eine relativ konstante Rotationsgeschwindigkeit an und interpoliert zwischen jedem Umkreisschlitz der Geberscheibe einen präzisen Azimutwinkel für jedes akquirierte Ziel. Nach einer Einrichtungsprozedur, bei der wenigstens zwei bekannte Vermessungspunkte verwendet werden, wird der Arbeitsbereich „skaliert“, sodass jeder beliebige Punkt von Interesse anhand einer zweidimensionalen Arbeitsebene gefunden werden kann. Ein komplexes Verfahren zur Präzisionskalibrierung und Charakterisierung jeder Vorderkante jedes Drehgeberschlitzes ist erforderlich, um das Präzisionsniveau zu erreichen, das in der Bauplanungsanwendung angestrebt wird. Zudem stellen Hindernisse am Einsatzort hinsichtlich der Position des Senders eine Herausforderung dar, wenn eine ausreichende Anzahl an Zielen an der richtigen Stelle zur überzeugenden Positionsberechnung erfasst werden soll.
Ein weiteres Verfahren der laserbasierten Positionsbestimmung wird in US Patent 7 110 092 B2 offenbart. Zwei parallele Laserstrahlen werden in einem bekannten Abstand zueinander ausgestrahlt. Die Strahlen rotieren zusammen mit einer konstanten Geschwindigkeit und definieren so die Arbeitsebene. Anhand eines Laserempfängers wird bestimmt, wann jeder Strahl auf dem Messfühler einfällt. Da angenommen wird, dass die Rotation der Strahlen konstant ist, wird das Timing, mit dem die zwei Strahlen auf den Empfänger treffen, mit zunehmender Entfernung schneller, und macht demnach eine kleinere Prozentzahl der Zeit aus, die benötigt wird, um den gesamten Umkreis zu überqueren. Von diesen Daten wird der Abstand abgeleitet. Wenn ferner eine Kennzahl bereitgestellt wird, um den Beginn der Rotation des Laserstrahls anzuzeigen, kann die Position gefunden werden. Auch in diesem Fall ist die konstante Rotationsgeschwindigkeit entscheidend und die Positionsberechnung für dieses Verfahren erreicht üblicherweise nicht den Grad an Genauigkeit, der für das übliche Layout von Baustelleneinsatzorten erforderlich ist.
Ferner wurden andere laserbasierte Verfahren angewendet, um die Baugrundrissfunktion zur Verfügung zu stellen. Einige von ihnen, wie zum Beispiel die von SL Laser, Leica und Flexijet hergestellten und vermarkteten Versionen, verwenden einen Zeigelaserstrahl, der auf einer rotierenden Basis, welche einen Azimutwinkel aufweisen kann, und einem Rahmen mit einem rotierbaren Sextanten, welcher einen Höhenwinkel aufweisen kann, befestigt ist. Auf diese Weise kann ein Laserstrahl in die Richtung eines gewünschten Punktes von Interesse gerichtet und auf eine Oberfläche projiziert werden. Der angezeigte Punktstandort ist nur dann genau, wenn die Oberfläche, auf die er projiziert wird, sowohl flach ist als auch in der theoretisch erwarteten Höhe liegt. Andernfalls können schwerwiegende Fehler auftreten, die mit zunehmender Steilheit des einfallenden Projektionswinkels auf die Oberfläche immer größer werden.
Es wird deutlich, dass weiterhin ein Bedarf an einem effektiveren Positionsbestimmungssystem für den Einsatz in der Baubranche und insbesondere für Grundrisse im Innenbereich besteht. Dieser Bedarf umfasst den Wunsch nach mehr Einfachheit, sodass das Betriebskonzept und das Anwendungsverfahren für den Benutzer intuitiver werden. Die Einrichtung des Systems sollte unkompliziert und schnell sein. Außerdem besteht ein Bedarf an einem visuellen System für die Verwendung in Innenbereichen. Dadurch würde das System intuitiver werden und gleichzeitig könnten die Gesamtkosten des Systems gesenkt werden, da die Funktion der automatischen Erkennung eines kodierten oder modulierten Lasersignals nicht erforderlich wäre. Zu guter Letzt besteht ein Bedarf an einem System, bei dem die Projektion auf eine Oberfläche nicht Planheitsabweichungen der Einfallsfläche unterliegt.
DE 10 2011 077 080 A1 betrifft ein System für zweidimensionale Grundriss- und Punktübertragung. Zwei Basiseinheiten mit zwei Laserlichtsendern werden mit einer Fernbedieneinheit verwendet. Die Lasersender rotieren um das Azimut und senden vertikale Laserebenen aus. Vermessungspunkte können mit sich kreuzendem Laserlicht von den zwei Lasersendern geortet und bestimmt werden.
WO 2009 / 053 085 A1 betrifft ein Distanz messendes Verfahren für ein Referenzlinien projizierendes Gerät sowie ein ebensolches Gerät. Das Gerät, das wie eine Totalstation aufgebaut ist, enthält einen elektro-optischen Distanzmesser für einen optischen Referenzstrahl entlang eines definierten Referenzpfads. Im Zusammenhang mit dem Durchlaufen des Referenzpfads erfolgt eine Entfernungsmessung zu mindestens einem Punkt des Referenzpfads durch Aussenden eines zum Referenzstrahl parallelen oder koaxialen Messstrahls.
EP 2 226 610 A1 betrifft ein geodätisches Vermessungssystem und Verfahren zum Identifizieren einer Zieleinheit mit einem geodätischen Vermessungsgerät. Das System dieser Druckschrift verwendet eine Totalstation als geodätisches Vermessungsgerät und eine Zieleinheit. Das Vermessungsgerät weist eine Entfernungs- und Winkelmessfunktionalität zur Positionsbestimmung der Zielobjekte auf. Die Zieleinheit weist einen Detektor und eine mit diesem verbundene Auswertekomponente, wie z. B. einen Rechner, auf. Ein Bestätigungssignal kann von der Zieleinheit an das Vermessungsgerät gesendet werden.
US 5 110 202 A betrifft ein räumliches Positionierung- und Messsystem zum Bereitstellen einer dreidimensionalen Position und/oder Messinformation eines Objekts unter Verwendung eines festen Referenzstationssystems und eines oder mehrerer tragbarer Positionssensorsysteme.
US 4 820 041 A betrifft ein Positionserfassungssystem zur Vermessung und Einordnung. Das Positionserfassungssystem enthält zwei Laserreferenzstationen, wobei jede von diesen einen Laserstrahl aussendet, der periodisch in einer Ebene über den zu vermessenden Bereich geht. Jedes Mal, wenn ein Laserstrahl die entgegengesetzte Referenzstation trifft, wird ein Funkzeitgebersignal durch diese Referenzstation ausgesendet. Eine tragbare Erfassungsstation umfasst einen Laserstrahlempfänger, einen Funkempfänger und einen Computer.
DE 691 22 965 T2 betrifft eine räumliche Positionierungsvorrichtung. Das in der Druckschrift beschriebene räumliche Positionierungs- und Messsystem umfasst eine Referenzstation, die die problemlose Erstellung von z-Achsen-Information ermöglicht und ferner für den Nachweis einer dreidimensionalen Position insbesondere in einem dynamischen Kontext geeignet ist.
DE 195 27 829 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Winkeln. Die Druckschrift betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung mit einer Strahlquelle, die einen sichtbaren rotierenden Strahl durch mindestens eine verstellbare Blendenöffnung auf eine Auftrefffläche wirft. Mit der Blendenöffnung wird der zu messende Bereich anvisiert.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung ist durch die unabhängigen Patentansprüche definiert, wobei vorteilhafte Ausführungsformen durch die abhängigen Patentansprüche beschrieben werden.
Demnach ist es von Vorteil, ein Grundrisssystem bereitzustellen, das zwei Basiseinheiten, zwischen denen eine Ausrichtungsachse festgelegt werden kann, und eine Fernbedieneinheit, die mit beiden Basiseinheiten kommuniziert, beinhaltet, wobei das System konfiguriert ist, um virtuelle Punkte mit vorbestimmten Koordinaten im Verhältnis zu Standorten von wenigstens zwei Vermessungspunkten auf einer physischen Einsatzortoberfläche darzustellen.
Es ist weiterhin von Vorteil, eine Basiseinheit bereitzustellen, die einen Lasersender mit einer optischen Emission, welche eine vertikale Laserlichtebene erzeugt, einen Laserempfänger, der Null-Positionen erkennen kann, wobei der Empfänger so befestigt ist, dass er Laserlichtversetzungen in der horizontalen Richtung erkennen kann, und einen Nivelliermechanismus aufweist.
Ein weiterer Vorteil ist es, eine Fernbedieneinheit bereitzustellen, die eine Computer-Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung und eine Kommunikationsschaltung, die mit wenigstens einer Basiseinheit eines Grundrisssystems kommunizieren kann, aufweist, wobei die Fernbedieneinheit außerdem über eine Anzeige und eine benutzergesteuerte Eingabevorrichtung verfügt; wobei die Fernbedieneinheit außerdem mit einem virtuellen Gebäudeplan in Kommunikation steht und ihre Anzeige in der Lage ist, wenigstens zwei Vermessungspunkte und wenigstens einen bekannten virtuellen Punkt, der bildlich auf einer physischen Einsatzortoberfläche dargestellt werden soll, anzuzeigen.
Ein weiterer Vorteil ist es, ein Verfahren zum Einrichten eines Grundrisssystems bereitzustellen, wobei das System zwei Basiseinheiten umfasst, die jeweils einen Lasersender aufweisen, und wobei ein Benutzer bestimmte Funktionen an einem Einsatzort ausführt, einschließlich: (a) Positionieren der zwei Basiseinheiten auf einem Einsatzortboden, (b) Ausrichten der zwei Lasersender der beiden Basiseinheiten, sodass sie eine Ausrichtungsachse erzeugen, (c) Orten von zwei Vermessungspunkten mit sich kreuzendem Laserlicht von den zwei Lasersendern und (d) Bestimmen der Azimutwinkel der zwei Lasersender für diese Vermessungspunkte.
Ein weiterer Vorteil ist es, ein Verfahren zur Verwendung eines Grundrisssystems mit „bekannten“ Punkten eines Gebäudeplans bereitzustellen, wobei das System zwei Basiseinheiten, die jeweils einen Lasersender aufweisen, und eine Fernbedieneinheit, die mit den Basiseinheiten in Kommunikation steht, beinhaltet; wobei ein Benutzer bestimmte Funktionen ausführt, einschließlich: (a) Positionieren der zwei Lasersender der Basiseinheiten auf einem Einsatzortboden zum Festlegen einer Ausrichtungsachse zwischen ihnen, (b) Bereitstellen eines virtuellen Einsatzortgrundrisses, (c) Bestimmen der Koordinaten von zwei Vermessungspunkten des virtuellen Grundrisses und Bestimmen von Azimutwinkeln der zwei Lasersender, die diesen Vermessungspunkten entsprechen, (d) Eingeben von Koordinaten für einen Punkt von Interesse auf dem virtuellen Grundriss und Schwenken der zwei Lasersender auf diese Koordinaten und (e) visuelles Kennzeichnen des physischen Punktes von Interesse auf dem Einsatzortboden anhand der Laserlichtlinien, die durch die Lasersender erzeugt werden.
Ein weiterer Vorteil ist es, ein Verfahren zur Verwendung eines Grundrisssystems zur Eingabe von „unbekannten“ Punkten eines Einsatzortes in einen virtuellen Grundriss bereitzustellen, wobei ein System zwei Basiseinheiten, jeweils mit einem Lasersender, und eine Fernbedieneinheit, die mit den Basiseinheiten in Kommunikation steht, aufweist; wobei ein Benutzer bestimmte Funktionen ausführt, einschließlich: (a) Positionieren der zwei Lasersender der Basiseinheiten auf einem Einsatzortboden zum Festlegen einer Ausrichtungsachse zwischen ihnen, (b) Bereitstellen eines virtuellen Einsatzortgrundrisses, (c) Bestimmen der Koordinaten von zwei Vermessungspunkten des virtuellen Grundrisses und Bestimmen von Azimutwinkeln der zwei Lasersender, die diesen Vermessungspunkten entsprechen, (d) Auswählen eines „unbekannten“ physischen Punktes von Interesse auf dem Einsatzortboden, (e) Schwenken der zwei Lasersender, sodass sie sichtbare, sich kreuzende Lichtlinien an diesem physischen Punkt von Interesse erzeugen, (f) Eingeben der Azimutwinkel für die zwei Lasersender, um die zugehörigen Koordinaten dieses Punktes von Interesse auf der Fernbedieneinheit zu bestimmen, und (g) Verwenden von Rückberechnungen, wodurch der physische Punkt von Interesse auf dem virtuellen Grundriss der Fernbedieneinheit dargestellt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Grundrisssystems zur Erzeugung von Vermessungspunkten für einen virtuellen Grundriss basierend auf bestimmten Punkten von Interesse bereitzustellen, wobei ein System zwei Basiseinheiten, die jeweils einen Lasersender aufweisen, und eine Fernbedieneinheit, die mit den Basiseinheiten in Kommunikation steht, aufweist; wobei der Benutzer eine Ausrichtungsachse zwischen den zwei Basiseinheiten festlegt und dann beide Basiseinheiten auf einen ersten Punkt von Interesse, wie eine Ecke, richtet und die Azimutwinkelinformationen aufzeichnet; der Benutzer richtet dann beide Basiseinheiten auf einen zweiten Punkt von Interesse und zeichnet diese Azimutwinkel auf; der Benutzer misst dann den tatsächlichen Abstand zwischen diesen zwei Punkten von Interesse und skaliert die Daten für den zu erstellenden virtuellen Grundriss, wodurch die Vermessungspunkte für das physische System festgelegt werden.
Ein weiterer anderer Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Grundrisssystems zum Erzeugen von Vermessungspunkten an einem Einsatzort unter Verwendung eines aktiven Ziels zum Festlegen von Vermessungspunktpositionen für einen virtuellen Grundriss bereitzustellen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, einen aktiven Zielapparat bereitzustellen, der eine automatische Verarbeitungsschaltung mit Anweisungen, die unter Verwendung eines drahtlosen Senders automatisch an wenigstens eine Basiseinheit kommuniziert werden, beinhaltet, und der einen omnidirektionalen Lichtsensor mit einer Verstärker- und Demodulationsschnittstelle beinhaltet, die geeignet ist, um Laserlicht zu erkennen, das den Lichtsensor trifft, und der Anweisungen an die Basiseinheiten senden kann, ihre Laserfächerstrahlsender vor und zurück zu schwenken, bis die Fächerstrahlen auf dem omnidirektionalen Sensor des aktiven Ziels zentriert sind.
Ein anderer Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Bodengrundrisssystems zum Festlegen von Vermessungspunkten an einem Einsatzort zwecks Erstellung eines virtuellen Grundrisses bereitzustellen, wobei zwei Basiseinheiten, die jeweils einen Lasersender aufweisen, verwendet werden, um eine Ausrichtungsachse zu erzeugen und dann die Endpunktpositionen eines Stabes mit einer festgelegten Länge, der auf dem Boden eines Einsatzortes platziert wird, festzulegen und dann die Azimutwinkel aufzuzeichnen, um die genauen Winkelpositionen des festen Stabes festzulegen und dann das System auf einem virtuellen Grundriss in die physischen Abstände des tatsächlichen Einsatzortes zu skalieren.
Es ist weiterhin von Vorteil, eine Basiseinheit bereitzustellen, die einen Lasersender mit einer optischen Emission, welche eine vertikale Laserlichtebene erzeugt, einen Laserempfänger, der Null-Positionen erkennen kann, einen Nivelliermechanismus und eine Abstandsmessungsvorrichtung, die entlang derselben vertikalen Ebene wie der Lasersender gezielt werden kann, aufweist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Bodengrundrisssystems in einem bestehenden Raum, der keinen anfänglichen virtuellen Grundriss aufweist, bereitzustellen, indem eine Basiseinheit mit einem Lasersender, der als Abstandsmessungsvorrichtung fungiert, platziert wird und der gesamte Raum automatisch auf die Abstände zu jeder der vertikalen Oberflächen in diesem Raum abgetastet wird, während gleichzeitig die Azimutwinkel und Abstände zwischen der Basiseinheit und den vertikalen Zieloberflächen aufgezeichnet werden und dann basierend auf diesen Informationen Vermessungspunkte festgelegt werden.
Ein weiterer zusätzlicher Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Bodengrundrisssystems bereitzustellen, wobei das System eine Basiseinheit, die einen Lasersender aufweist, um einen vertikalen Fächerstrahl zu erzeugen, und eine Fernbedieneinheit, die mit der Basiseinheit in Kommunikation steht, beinhaltet und auf der Basiseinheit eine Abstandsmessungsvorrichtung zum Festlegen eines genauen Abstandes zwischen der Basiseinheit und einem vertikalen Ziel in dem Raum bereitgestellt ist; wobei ein Benutzer die Basiseinheit verwendet, um mehrere Abstände in jeweiligen Azimutwinkeln zwischen einer der Wände des Raumes und der Basiseinheit festzulegen, um die Abstandsmessungsvorrichtung in einer horizontalen Ebene zu schwenken, sodass sie einen kürzesten Abstand zu der Wandoberfläche finden kann und diesen als die lotrechte Linie zu dieser Wand festzulegen, wodurch unter Verwendung der Abstandsmessungsvorrichtung eine vertikale Ebene von der Basiseinheit zu der Wand rechtwinklig ausgerichtet wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, ein Verfahren zur Verwendung eines Bodengrundrisssystems am einem Einsatzort bereitzustellen, der einen Raum ohne anfänglichen virtuellen Grundriss aufweist, wobei das System zwei Basiseinheiten, die jeweils einen Lasersender aufweisen, und wobei wenigstens ein Sender eine Abstandsmessungsvorrichtung beinhaltet, und eine Fernbedieneinheit beinhaltet, die mit den Basiseinheiten in Kommunikation steht; wobei der Benutzer eine Ausrichtungsachse zwischen den Basiseinheiten festlegt und dann die Lasersender beide auf denselben Punkt von Interesse auf der Bodenoberfläche richtet, um durch Aufzeichnen der Azimutwinkel und des tatsächlichen Abstandes zu diesem virtuellen Punkt einen ersten virtuellen Vermessungspunkt festzulegen, was vereinfacht ist, wenn der virtuelle Punkt entlang einer vertikalen Wandoberfläche liegt; dieser wird nun zu einem Vermessungspunkt und dieselbe Methode kann verwendet werden, indem auf einen zweiten Punkt von Interesse entlang einer zweiten vertikalen Oberfläche gezielt wird, um einen zweiten Vermessungspunkt zu erzeugen; das System kann nun skaliert werden, um den virtuellen Grundriss zu erzeugen.
Zusätzliche Vorteile und andere neuartige Merkmale werden teilweise in der nachstehenden Beschreibung erläutert und zum Teil für Fachleute aus der Betrachtung dieser Beschreibung ersichtlich oder können durch die Anwendung der hierin offenbarten Technologie erlernt werden.
Um die vorstehend genannten und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß einem Aspekt, wird ein Grundriss- und Punktübertragungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: (a) eine erste Basiseinheit, die einen ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine erste Verarbeitungsschaltung aufweist; und (b) eine zweite Basiseinheit, die einen zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, und eine zweite Verarbeitungsschaltung aufweist; wobei: (c) das System konfiguriert ist, um Standorte der ersten und der zweiten Basiseinheit auf einer physischen Einsatzortoberfläche im Verhältnis zu wenigstens zwei bereits vermessenen Vermessungspunkten, die sich ebenfalls auf der physischen Einsatzortoberfläche befinden, zu erfassen; und (d) das System konfiguriert ist, um eine bildliche Darstellung eines virtuellen Punktes auf der physischen Einsatzortoberfläche bereitzustellen, indem die erste Laserlichtebene und die zweite Laserlichtebene ausgerichtet werden, um einen Standort des virtuellen Punktes anzuzeigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Basiseinheit zur Verwendung in einem Grundriss- und Punktübertragungssystem bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen ersten Laserlichtsender, der eine im Wesentlichen vertikale Laserlichtebene ausstrahlt, wobei der erste Laserlichtsender um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotiert werden kann; einen Laserlichtempfänger, der Folgendes aufweist: einen Null-Position-Lichtsensor, der so angebracht ist, dass er Laserlichtversetzungen in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erkennen kann, und eine Verstärkerschaltung, die eine Schnittstelle zwischen dem Null-Position-Lichtsensor und dem Laserlichtempfänger darstellt; und einen Nivelliermechanismus.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die einen ersten Laserlichtsender, welcher eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die einen zweiten Laserlichtsender, welcher eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes; (d) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (e) Ausrichten des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass ein erster Vermessungspunkt durch sich kreuzende Laserlichtlinien entlang der festen Oberfläche, welche durch die erste und die zweite Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; und Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; (f) Ausrichten des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass ein zweiter Vermessungspunkt durch sich kreuzende Laserlichtlinien entlang der festen Oberfläche, welche durch die erste und die zweite Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; und Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; und (g) Bestimmen der Positionen der ersten und zweiten Basiseinheit im Verhältnis zum ersten und zweiten Vermessungspunkt unter Verwendung des ersten und zweiten Satzes an Azimutwinkeln.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Basiseinheit zur Verwendung in einem Grundriss- und Punktübertragungssystem bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Laserlichtsender, der eine im Wesentlichen vertikale Laserlichtebene ausstrahlt, wobei der Laserlichtsender um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotiert werden kann; eine Abstandsmessungsvorrichtung, die um die im Wesentlichen vertikale Achse rotiert werden kann; einen Laserlichtempfänger, der Folgendes aufweist: einen Null-Position-Lichtsensor, der so angebracht ist, dass er Laserlichtversetzungen in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erkennen kann, und eine Verstärkerschaltung, die eine Schnittstelle zwischen dem Null-Position-Lichtsensor und dem Laserlichtempfänger darstellt; und einen Nivelliermechanismus.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Grundriss- und Punktübertragungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst: (a) eine erste Basiseinheit, die einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, eine erste Kommunikationsschaltung und eine erste Verarbeitungsschaltung aufweist; und (b) eine zweite Basiseinheit, die einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, eine zweite Kommunikationsschaltung und eine zweite Verarbeitungsschaltung aufweist; (c) ein aktives Ziel, das einen omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine dritte Kommunikationsschaltung und eine dritte Verarbeitungsschaltung aufweist; wobei: (d) das aktive Ziel das Zielen des ersten und zweiten Laserlichtsenders steuert, sodass die erste und zweite Laserlichtebene beide auf den omnidirektionalen Laserlichtsensor gezielt werden, um eine Position des aktiven Ziels als einen Vermessungspunkt zur Verwendung durch das System festzulegen.
Gemäß einem weiteren zusätzlichen Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare erste Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige, eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes; (e) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (f) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit für einen Arbeitsbereich am Einsatzort; (g) Auswählen eines ersten physischen Punktes auf der festen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der erste physische Punkt durch beide durch die erste und zweite Laserlichtebene erzeugte Laserlichtlinien angezeigt wird; (h) Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; (i) Bestimmen eines ersten Abstandes zwischen dem ersten physischen Punkt und der ersten Abstandsmessungsvorrichtung; (j) Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln und des ersten Abstandes in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; und (k) Berechnen eines zweiten Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Basiseinheit, wodurch der Arbeitsbereich skaliert wird.
Gemäß einem weiteren anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare erste Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare zweite Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fembedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes; (e) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (f) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit für einen Arbeitsbereich am Einsatzort; (g) Auswählen eines ersten physischen Punktes auf der festen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der erste physische Punkt durch beide durch die erste und zweite Laserlichtebene erzeugte Laserlichtlinien angezeigt wird; (h) Bestimmen eines ersten Azimutwinkels des ersten Laserlichtsenders; (i) Bestimmen eines ersten Satzes an Abständen zwischen dem ersten physischen Punkt und der ersten und der zweiten Abstandsmessungsvorrichtung; (j) Aufzeichnen des ersten Azimutwinkels und des ersten Satzes an Abständen in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; und (k) Berechnen eines zweiten Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Basiseinheit, wodurch der Arbeitsbereich skaliert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum automatischen Finden eines Umfanges eines Raumes bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten Basiseinheit in Kommunikation steht; (c) Positionieren der ersten Basiseinheit an einem durch den Benutzer ausgewählten Standort auf einer festen Oberfläche eines Raumes an einem Einsatzort; (d) Abtasten des Raumes durch Rotieren der Abstandsmessungsvorrichtung und Aufzeichnen einer Mehrzahl an Winkeln und Abständen zu erhobenen Oberflächen des Einsatzortes für eine Mehrzahl an Winkelpositionen; und (e) Erstellen eines virtuellen Grundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit basierend auf der Mehrzahl an aufgezeichneten Winkeln und Abständen.
Gemäß einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Bestimmen einer lotrechten Linie zu einer Wand bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer Basiseinheit, die eine Verarbeitungsschaltung, ein Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren Laserlichtsender, der eine Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Positionieren der Basiseinheit an einem durch den Benutzer ausgewählten Standort auf einer festen Oberfläche eines Raumes an einem Einsatzort; (c) Abtasten einer Wand des Raumes durch Rotieren der Abstandsmessungsvorrichtung und Aufzeichnen einer Mehrzahl an Winkeln und Abständen zu der Wand für eine Mehrzahl an Winkelpositionen; (d) Bestimmen von zwei Winkelpositionen, in denen ein Abstand zu der Wand in beiden Winkelpositionen im Wesentlichen gleich ist; und (e) Zielen des Laserlichtsenders in eine Winkelrichtung, welche die zwei Winkelpositionen halbiert, und Einschalten des Laserlichtsenders, sodass er eine sichtbare Laserlichtlinie entlang der festen Oberfläche erzeugt, wodurch eine sichtbare lotrechte Linie zur Wand angezeigt wird.
Gemäß einem weiteren anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare erste Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare zweite Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fembedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes; (e) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (f) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (g) Auswählen eines ersten physischen Punktes auf wenigstens einer erhobenen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der erste physische Punkt durch beide durch die erste und zweite Laserlichtebene erzeugte Laserlichtlinien angezeigt wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; Bestimmen eines ersten Satzes an Abständen zwischen dem ersten physischen Punkt und der ersten und der zweiten Abstandsmessungsvorrichtung; und Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln und des ersten Satzes an Abständen in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; und (h) Auswählen eines zweiten physischen Punktes auf wenigstens einer erhobenen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der zweite physische Punkt durch beide durch die erste und zweite Laserlichtebene erzeugte Laserlichtlinien angezeigt wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; Bestimmen eines zweiten Satzes an Abständen zwischen dem zweiten physischen Punkt und der ersten und der zweiten Abstandsmessungsvorrichtung; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln und des zweiten Satzes an Abständen in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird.
Gemäß einem weiteren anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Bereitstellen eines aktiven Ziels, das einen omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine vierte Kommunikationsschaltung und eine vierte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (e) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes und Positionieren des aktiven Ziels an einem dritten Standort auf der festen Oberfläche; (f) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (g) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (h) Aktivieren des aktiven Ziels; (i) gesteuert durch das aktive Ziel, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der omnidirektionale Laserlichtsensor durch sowohl die erste als auch die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des ersten Satz an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (j) Bewegen des aktiven Ziels an einen vierten Standort auf der festen Oberfläche; (k) gesteuert durch das aktive Ziel, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der omnidirektionale Laserlichtsender durch sowohl die erste als auch die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (1) Bestimmen eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt und Aufzeichnen des tatsächlichen Abstandes in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; und (m) Skalieren des virtuellen Grundrisses auf die tatsächlichen Abmessungen des Einsatzortes basierend auf dem tatsächlichen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Vermessungspunkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Bereitstellen eines ersten aktiven Ziels, das einen ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine vierte Kommunikationsschaltung und eine vierte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (e) Bereitstellen eines zweiten aktiven Ziels, das einen zweiten omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine fünfte Kommunikationsschaltung und eine fünfte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (f) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes, Positionieren des ersten aktiven Ziels an einem dritten Standort auf der festen Oberfläche und Positionieren des zweiten aktiven Ziels an einem vierten Standort auf der festen Oberfläche; (g) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (h) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (i) Aktivieren des ersten aktiven Ziels; (j) gesteuert durch das erste aktive Ziel, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der erste omnidirektionale Laserlichtsensor durch sowohl die erste als auch die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (k) Deaktivieren des ersten aktiven Ziels; (1) Aktivieren des zweiten aktiven Ziels; (m) gesteuert durch das zweite aktive Ziel, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der zweite omnidirektionale Laserlichtsensor sowohl durch die erste als auch die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (n) Bestimmen eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt und Aufzeichnen des tatsächlichen Abstandes in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; und (o) Skalieren des virtuellen Grundrisses auf die tatsächlichen Abmessungen des Einsatzortes basierend auf dem tatsächlichen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Vermessungspunkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und der zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Bereitstellen eines Stabes mit einer festen Länge, wobei der Stab ein erstes Zeichen in der Nähe eines ersten Endes und ein zweites Zeichen in der Nähe eines zweiten, entlang einer Längsachse gegenüberliegenden Endes aufweist, wobei der Stab eine bekannte tatsächliche Länge zwischen dem ersten und zweiten Zeichen aufweist; (e) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes und Positionieren des Stabes mit fester Länge an einem dritten Standort auf der festen Oberfläche; (f) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (g) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (h) Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass das erste Zeichen des Stabes durch sich kreuzende Linien, die durch die erste und zweite Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (i) Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass das zweite Zeichen des Stabes durch sich kreuzende Laserlichtlinien, die von der ersten und der zweiten Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; und (j) Skalieren des virtuellen Grundrisses auf die bekannte tatsächliche Länge, die den physischen Abstand zwischen dem ersten und zweiten Vermessungspunkt darstellt.
Weitere andere Vorteile sind für Fachleute aus der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, in denen eine bevorzugte Ausführungsform in einem der besten für die Ausführung der Technologie in Betracht gezogenen Modi beschrieben und gezeigt wird. Wie deutlich wird, kann die hierin offenbarte Technologie andere unterschiedliche Ausführungsformen aufweisen und ihre verschiedenen Einzelheiten können in zahlreichen offensichtlichen Aspekten modifiziert werden, ohne dabei von den Grundlagen der Erfindung abzuweichen. Demnach sind die Zeichnungen und Beschreibungen beispielhafter Natur und nicht als einschränkend auszulegen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen, die in die detaillierte Beschreibung aufgenommen sind und einen Teil davon ausmachen, veranschaulichen mehrere Aspekte der hierin offenbarten Technologie und dienen gemeinsam mit der Beschreibung und den Patentansprüchen dazu, die Grundlagen der Technologie zu erläutern. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Grundriss- und Punktübertragungssystems, das gemäß den Grundlagen der hierin offenbarten Technologie konstruiert ist.
2 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Lasersenders, der Teil einer in 1 dargestellten Basiseinheit ist.
3 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Laserempfängers, der Teil einer in 1 dargestellten Basiseinheit ist.
4 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile einer Fernbedieneinheit, die Teil des Systems aus 1 ist.
5 ein Ablaufdiagramm der von einer Systemeinrichtungsroutine durchgeführten Schritte für das in 1 dargestellte System.
6 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Ortung eines „bekannten“ Punktes auf einem Bodengrundriss anhand des Systems aus 1.
7 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Eingabe eines „unbekannten“ Punktes auf einem Einsatzort anhand des Systems aus 1.
8 eine schematische Ansicht einer „automatischen“ Basiseinheit, wie sie in dem System aus 1 verwendet wird.
9-13 schematische Ansichten, wie ein menschlicher Benutzer das System aus 1 verwenden würde, um zunächst zwei Senderachsen auszurichten, um dann die Sender auf zwei verschiedene Vermessungspunkte auszurichten, um dann die Laserebenen auf einen Bodenpunkt auszurichten und um schließlich die Laserebenen entlang einer Lotlinie einer Wandoberfläche auszurichten.
14-19 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten des Systems aus 1 automatisch eine Ausrichtungsachse zwischen sich festlegen können.
20 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Laserpositionszeigesystems, das im derzeitigen Stand der Technik bekannt ist, und dessen Versuch, eine Position eines Punktes von Interesse auf einen unebenen Einsatzortboden zu projizieren.
21 eine Seitenansicht des Systems aus 1, die zwei Basiseinheiten mit Lasersendern zeigt, welche eine Position eines Punktes von Interesse auf einen unebenen Einsatzortboden korrekt projizieren.
22 ein Diagramm, das Positionen von an einer Einrichtungsroutine beteiligten physischen Punkten und Winkeln zeigt.
23 ein Diagramm, das Positionen von an einer Routine für die Ortung eines bekannten Punktes von Interesse beteiligten physischen Punkten und Winkeln zeigt.
24 ein Diagramm, das Positionen von an einer Routine für die Eingabe eines unbekannten Punktes von Interesse beteiligten physischen Punkten und Winkeln zeigt.
25 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile einer Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten, die in einem Grundriss- und Punktübertragungssystem verwendet wird, konstruiert gemäß den Grundlagen der hierin offenbarten Technologie.
26 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines Laserempfängers mit verbesserten Fähigkeiten, der ein Teil der in 25 dargestellten Basiseinheit ist.
27 eine schematische Ansicht einer „automatischen“ Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten, wie sie in dem System aus 25 verwendet wird.
28-32 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten der hierin beschriebenen Art automatisch eine Ausrichtungsachse zwischen sich festlegen können, gesehen aus der Perspektive eines menschlichen Benutzers in einem bestehenden Raum.
33-35 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten des Systems aus 28 verwendet werden können, um die Sender der Basiseinheiten auf zwei verschiedene Vermessungspunkte auszurichten.
36-37 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten des Systems aus 28 verwendet werden können, um unter Verwendung eines Paares an ausgerichteten Basiseinheiten einen Einsatzort in einem Raum einzurichten, jedoch ohne vorab festgelegte bekannte Vermessungspunkte.
38 eine schematische Ansicht, die zeigt, wie eine Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten der in 27 dargestellten Art verwendet werden kann, um ein Zimmer eines bestehenden Raumes abzutasten und anhand eines Laserabstandsmessers den Umfang zu finden und letztendlich Vermessungspunkte für einen virtuellen Grundriss festzulegen.
39-40 schematische Ansichten, die zeigen, wie eine Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten aus 27 verwendet werden kann, um eine vertikale Ebene unter Verwendung eines Laserabstandsmessers rechtwinklig zu einer Wand auszurichten.
41 eine schematische Ansicht, die zeigt, wie zwei Basiseinheiten mit verbesserten Fähigkeiten aus 27 verwendet werden können, um eine einzige vertikale Linie auf einer Wand zu erzeugen, dann von jeder Basiseinheit mit einem darauf montierten Laserabstandsmesser eine Abstandsmessung vorzunehmen und dann Vermessungspunkte festzulegen, um einen virtuellen Grundriss zu erzeugen.
42 ein Blockdiagramm der Hauptbestandteile eines aktiven Ziels, das mit den Basiseinheiten aus 2 verwendet werden kann.
43-47 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten und ein aktives Ziel verwendet werden können, um Vermessungspunkte in einem bestehenden Raum zu erzeugen und anschließend einen virtuellen Grundriss zu erstellen.
48-50 schematische Ansichten, die zeigen, wie zwei Basiseinheiten mit einem Stab mit fester Länge verwendet werden können, um Vermessungspunkte auf dem Boden eines bestehenden Raumes festzulegen und aus diesen Informationen einen virtuellen Grundriss zu erzeugen.
51 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Erzeugung von Vermessungspunkten -in einem bestehenden Zimmer und dann zur Erzeugung eines virtuellen Bodengrundrisses anhand des Systems aus 1.
52 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Abtastung eines bestehenden Zimmers, um seinen Umfang zu finden, und anschließend zur Erzeugung eines virtuellen Bodengrundrisses anhand des Systems aus 25.
53 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur rechtwinkligen Ausrichtung einer vertikalen Ebene zu einer Wand eines bestehenden Zimmers unter Verwendung der Basiseinheit aus 26.
54 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Erzeugung von Vermessungspunkten für ein bestehendes Zimmer und dann zur Erzeugung eines virtuellen Bodengrundrisses anhand des Systems aus 25.
55 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Erzeugung von Vermessungspunkten für ein bestehendes Zimmer und dann zum Erzeugen eines virtuellen Bodengrundrisses anhand eines aktiven Ziels und Teilen des Systems aus 1.
56 ein Ablaufdiagramm der von einer Routine durchgeführten Schritte zur Erzeugung von Vermessungspunkten für ein bestehendes Zimmer und dann zum Erzeugen eines virtuellen Bodengrundrisses anhand eines Stabes mit bekannter fester Länge und Teilen des Systems aus 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
An dieser Stelle wird detailliert auf die vorliegende bevorzugte Ausführungsform verwiesen, von der ein Beispiel in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, wobei gleiche Ziffern in allen Ansichten die gleichen Elemente kennzeichnen.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarte Technologie in ihrer Anwendung nicht auf die Einzelheiten der Konstruktion und die Anordnung der Bauteile, wie sie in der nachstehenden Beschreibung erläutert oder in den Zeichnungen illustriert wird, beschränkt ist. Die hierin offenbarte Technologie kann in anderen Ausführungsformen ausgeführt werden und auf verschiedene Arten und Weisen verwendet oder durchgeführt werden. Außerdem versteht sich, dass die hier verwendete Ausdrucksweise und Terminologie beschreibungstechnischen Zwecken dient und nicht als einschränkend auszulegen ist. Die Verwendung der Bezeichnungen „beinhalten“, „umfassen“ oder „aufweisen“ und Varianten davon in dieser Beschreibung soll alle im Anschluss daran aufgelisteten Elemente und ihre Entsprechungen sowie zusätzliche Elemente einschließen. Außer anderweitig eingeschränkt, werden die Bezeichnungen „verbunden“, „gekoppelt“ und „befestigt“ und Variationen davon in dieser Offenbarung breit gefasst verwendet und schließen direkte und indirekte Verbindungen, Kopplungen und Befestigungen mit ein. Zudem sind die Bezeichnungen „verbunden“ und „gekoppelt“ und Varianten davon nicht auf physische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
Zudem versteht sich, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen sowohl Hardware-Komponenten als auch elektronische Komponenten oder Module beinhalten, die, zu Diskussionszwecken, so dargestellt und beschrieben werden können, als sei die Mehrheit der Komponenten ausschließlich als Hardware implementiert.
Fachleute erkennen jedoch basierend auf der Lektüre dieser detaillierten Beschreibung, dass die elektronisch basierten Aspekte der hierin offenbarten Technologie in wenigstens einer Ausführungsform als Software implementiert sein könnten. Demzufolge ist anzumerken, dass eine Mehrzahl an Hardware- und Software-basierten Geräten sowie eine Mehrzahl an verschiedenen strukturellen Komponenten verwendet werden können, um die hierin offenbarte Technologie zu implementieren.
Es versteht sich, dass sich die Bezeichnung „Schaltung“, wie sie hierin verwendet wird, auf eine tatsächliche elektronische Schaltung, wie einen Schaltungschip (oder einen Teil davon), oder auf eine Funktion, die von einer Verarbeitungsvorrichtung, wie einem Mikroprozessor oder einer ASIC, die eine Logikzustandsmaschine oder eine andere Art von Verarbeitungselement (einschließlich einer sequenziellen Verarbeitungsvorrichtung) beinhaltet, beziehen kann. Ein spezifischer Schaltungstyp könnte eine analoge Schaltung oder eine digitalen Schaltung beliebiger Art sein, wenngleich eine derartige Schaltung möglicherweise als Logikzustandsmaschine oder sequentieller Prozessor in einer Software implementiert sein könnte. Mit anderen Worten, wenn eine Verarbeitungsschaltung verwendet wird, um eine in der hierin offenbarten Technologie verwendete gewünschte Funktion (wie eine Demodulationsfunktion) auszuführen, gibt es unter Umständen keine spezifische „Schaltung“, die als „Demodulationsschaltung“ bezeichnet werden kann; es gäbe jedoch eine Demodulations-„Funktion“, die von der Software ausgeführt wird. All diese Möglichkeiten wurden von den Erfindern bedacht und fallen unter die Grundlagen der Technologie, wenn von einer „Schaltung“ die Rede ist.
SYSTEMEINRICHTUNG; EINLEITUNG
Es wird angenommen, dass am Einsatzort wenigstens zwei bekannte Punkte (die hierin bisweilen auch als „Vermessungspunkte“ bezeichnet werden), die zum Einrichten des Systems verwendet werden können, existieren. Diese Vermessungspunkte wären durch vorherige Vermessungserhebungen festgestellt worden. 9-11 zeigen ein einfaches Beispiel dafür, wie das System eingerichtet werden kann. Ein erster Schritt (siehe 9) zeigt eine Ausrichtung der vom Sender ausgestrahlten vertikalen Ebenen zueinander unter Verwendung einer RF-(Radiofrequenz)-Fernbedieneinheit. Dadurch wird eine Achse zwischen den Mittellinien jeder Sender-„Basiseinheit“-Vorrichtung festgelegt und die Winkelgeber werden darauf eingestellt. Dieser Prozess kann durchgeführt werden, indem die Senderebenen visuell aufeinander ausgerichtet werden, könnte jedoch durch Hinzufügen einer Spaltfotozelle oder eines omnidirektionalen Sensors auf den Senderbasiseinheiten, welche(r) die entsprechenden Ebenen führen und in der Position fixieren würde, wodurch der Prozess praktischer und präziser wird, vereinfacht werden.
Ein zweiter Schritt (siehe 10) zeigt die Festlegung des ersten bekannten Vermessungspunktes. Über die tragbare Funkfernbedieneinheit wird ein Befehl eingegeben, sodass die vertikalen Ebenen von jeder Senderbasiseinheit sich über dem Punkt von Interesse positionieren, und anschließend werden ihre Koordinaten eingegeben. Der zweite bekannte Vermessungspunkt wird in einem dritten Schritt (wie in 11 dargestellt) auf ähnliche Weise eingegeben. Nach diesem dritten Schritt verfügt das Computersystem der Fernbedieneinheit über ausreichende Daten, um den Standort zu berechnen und jeden anderen Punkt von Interesse innerhalb des Arbeitsbereiches zu „finden“. Die obenstehenden beispielhaften Schritte werden nachstehend genauer beschrieben.
FINDEN EINES „BEKANNTEN“ PUNKTES; EINLEITUNG
12 zeigt eine grundlegende Konfigurierung von Lasersendern und Konfigurierungen von ausgestrahlten Laserebenen für ein System, das vorab eingerichtet wurde. Bei den vertikalen Laserlichtebenen, die von den Basiseinheitenlasersendern ausgestrahlt werden, kann es sich um sichtbares rotes Laserlicht handeln; es können stattdessen jedoch auch andere Lichtwellenlängen, wie infrarote, grüne oder andere Lichtwellenlängen verwendet werden. Für viele der Anwendungen, die dieses System verwenden, ist es wünschenswert, dass das Laserlicht eine sichtbare Wellenlänge aufweist und in der nachstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass dies der Fall ist.
Die Laserebenen gehen von den Drehzylindern der zwei Lasersender aus, die um die vertikale Instrumentenachse rotieren können. Dadurch ist jeder der Lasersender in der Lage, seine sichtbare, vertikale Ebene in einem beliebigen Winkel um seine Rotationsachse zu positionieren und diese Position dann bewegungslos zu halten. Die Lasersender sind in einem Abstand (nicht unbedingt bekannt) zueinander angeordnet; in diesem Beispiel sind sie in der Nähe jeder Ecke des Raumes positioniert. Wie aus 12 ersichtlich ist, wird ein erster Punkt an der Kreuzung der zwei Laserebenen auf dem Boden erzeugt. Zudem wird über dem ersten Punkt auf dem Boden ein zweiter Punkt an der Decke erzeugt. Wenn die zwei Laserebenen im Verhältnis zur Schwerkraft genau vertikal sind, befindet sich der Punkt an der Decke an einer Stelle, die lotrecht über dem Punkt auf dem Boden liegt. Ein weiterer interessanter Aspekt ist die Erzeugung einer implizierten Lotlinie an der Stelle, an der die zwei Laserebenen einander kreuzen.
Wenn das System an einem Einsatzort eingerichtet ist, können die Laserebenen angewiesen werden, in Position zu rotieren, sodass die Kreuzung einen Punkt von Interesse (auf dem Boden oder an der Decke) darstellt, den der Benutzer auswählt. Dies erfolgt über die Fernbedieneinheit (zum Beispiel unter Verwendung einer Funkverbindung oder einer IR-Verbindung), die mit den zwei Basiseinheitenlasersendern in Kommunikation steht, wodurch der Benutzer sich im gesamten Zimmer frei bewegen kann und er/sie so an dem physischen Standort sein kann, an dem die Vermessungsarbeiten durchgeführt werden.
Sobald das Einrichten abgeschlossen ist, kann der Benutzer Koordinaten von Interesse in die tragbare Fernbedieneinheit eingeben. Dabei kann jede vertikale Laserebene angewiesen werden, in Position zu schwenken, sodass die sichtbare Kreuzung die physische Lage preisgibt. Punkte von Interesse können außerdem von anderer unterstützender Software heruntergeladen werden, sodass der Benutzer einfach verschiedene Punkte von Interesse aus einer Auflistung auswählen kann. Bei Grundrissen kann genauso vorgegangen werden. Da es einen „zweiten“ Kreuzungspunkt an der Decke gibt, der sich stetig lotrecht über dem „ersten“ Kreuzungspunkt auf dem Boden befindet, kann die Punktübertragung vom Boden zur Decke gleichzeitig durchgeführt werden. Dies ist zum Beispiel beim Planen von Sprinkleranlagen und dergleichen von Nutzen. Zudem befindet sich an der Kreuzung der zwei vertikalen Ebenen eine vertikale, implizierte Lotlinie (d. h. zwischen den zwei Kreuzungspunkten an Boden und Decke). Diese vertikale, implizierte Lotlinie kann dabei behilflich sein, Wände mit Rahmenwerk auszurichten und zu installieren - ein Beispiel für diese Methode ist in 13 dargestellt. Diese Beispiele werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
EINZELHEITEN DER SYSTEM-HARDWARE
Mit Bezugnahme auf 1 ist ein ganzes Grundriss- und Punktübertragungssystem in Form eines Blockdiagramms, allgemein mit der Referenzziffer 10 gekennzeichnet, dargestellt. Eine erste Basiseinheit ist allgemein durch die Referenzziffer 20 gekennzeichnet und wird in 1 auch als „BASISEINHEIT #A“ bezeichnet. Eine zweite Basiseinheit ist allgemein durch die Referenzziffer 30 gekennzeichnet und wird in 1 auch als „BASISEINHEIT #B“ bezeichnet.
Die Basiseinheit 20 beinhaltet einen Lasersender „T1“ unter Referenzziffer 22. Der Lasersender 22 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Eingabe-/Ausgabeschaltung, eine Laserlichtquelle und eine Nivellierplattform.
Die Basiseinheit 20 beinhaltet in einem bevorzugten Modus dieses Systems einen Laserempfänger „R1“. Dieser Laserempfänger ist außerdem durch die Referenzziffer 24 gekennzeichnet und beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Eingabe-/Ausgabeschaltung und wenigstens einen Lichtsensor. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, können für diesen Laserempfänger verschiedene Lichtsensorkonfigurierungen verwendet werden.
Die Basiseinheit 20 beinhaltet ferner eine Ausrichtungsplattform „A1“, die durch die Referenzziffer 26 gekennzeichnet ist. Diese Ausrichtungsplattform beinhaltet einen Winkelgeber und eine Winkelantriebsschaltung. Diese Ausrichtungsplattform 26 wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die Basiseinheit 30 beinhaltet einen Lasersender, der hier als „T2“ bezeichnet wird und durch die Referenzziffer 32 gekennzeichnet ist. Lasersender 32 beinhaltet außerdem eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Eingabe-/Ausgabeschaltung, eine Laserlichtquelle und eine Nivellierplattform.
Die Basiseinheit 30 beinhaltet zudem einen Laserempfänger, der als „R2“ bezeichnet wird und allgemein durch die Referenzziffer 34 gekennzeichnet ist. Dieser Laserempfänger beinhaltet außerdem eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Eingabe-/Ausgabeschaltung und Lichtsensoren.
Die Basiseinheit 30 beinhaltet zudem eine Ausrichtungsplattform, die als „A2“ bezeichnet wird und allgemein durch die Referenzziffer 36 gekennzeichnet ist. Diese zweite Ausrichtungsplattform beinhaltet einen Winkelgeber und eine Winkelantriebsschaltung. Dabei handelt es sich um ähnliche oder die gleichen Gerätetypen wie in der Ausrichtungsplattform 26 und sie werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Das System 10 beinhaltet zudem eine Fernbedieneinheit, die allgemein in 1 durch die Referenzziffer 40 gekennzeichnet ist. Die Fernbedieneinheit 40 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Eingabe-/Ausgabeschaltung, eine Anzeige und eine Tastatur. Alternativ könnte die Fernbedieneinheit 40 eine Touchscreen-Anzeige beinhalten, welche die Hauptfunktionen einer Tastatur übernehmen würde, ohne dass auf der Einheit eine separate Tastatur angebracht ist. Die Speicherschaltung der Fernbedieneinheit 40 kann zwei Komponenten aufweisen: eine erste interne Komponente und entweder eine externe Komponente oder eine „Massenspeicher“-Komponente, die in 1 durch die Referenzziffer 42 gekennzeichnet ist. Die externe Ausführung der Speicherschaltung 42 könnte einen Flash-Speicher oder eine andere Art tragbare Speichervorrichtung, wie einen „Stick-ROM“, umfassen. Eine derartige tragbare Speichervorrichtung könnte von einem Benutzer getragen werden und, falls gewünscht, in einen Anschluss der Fernbedieneinheit 40 eingesteckt werden. Dies wird nachstehend ausführlicher beschrieben.
Eine weitere mögliche Komponente des Systems 10 ist ein Computer, der allgemein durch die Referenzziffer 50 gekennzeichnet ist. Dieser Computer wird in 1 als „ARCHITEKTENCOMPUTER“ bezeichnet. Obwohl der Besitzer von Computer 50 tatsächlich ein Architekt sein könnte, oder auch nicht, wird zu Zwecken dieser Beschreibung angenommen, dass der Computer 50 Grundrisse oder eine andere Art von Computerdateien beinhaltet, die von einem Architekten oder einer Art von Bauingenieur entweder erstellt oder verwendet wurden. Dabei wird angenommen, dass das System 10 an einem Einsatzort verwendet wird, an dem ein Gebäude errichtet wird. Selbstverständlich kann die hierin offenbarte Technologie auch für andere Arten von Außenstrukturen oder eventuell Fernstraßen verwendet werden und ein derartiger Einsatzort würde unter Umständen keine geschlossenen Gebäudestrukturen aufweisen. Mit anderen Worten, viele der Grundlagen der hierin offenbarten Technologie funktionieren auch gut an Einsatzorten, die gänzlich im Außenbereich liegen.
Der Computer 50 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung, eine Speicherschaltung und eine Eingabe-/Ausgabeschaltung. Die Speicherschaltung des Computers 50 wird entweder Grundrisse (mit 54 gekennzeichnet) oder eine andere Art von Computerdateien, wie rechnergestützte Entwurfsdateien (CAD), in 1 mit 52 gekennzeichnet, enthalten. Es ist anzumerken, dass auf der Fernbedieneinheit 40 selbst eine Art von rechnergestützter Architektur- oder CAD-Software installiert sein kann (abhängig davon, wie „leistungsstark“ der Computer/das Speichersystem für die Fernbedieneinheit ist) und dass in so einem Fall der virtuelle Grundriss auch direkt in der Speicherschaltung 42 enthalten sein und in zwei oder unter Umständen sogar drei Dimensionen angezeigt werden könnte.
Es versteht sich, dass alle Haupteinheiten, die in 1 dargestellt sind, eine Art von Eingabe-/Ausgabeschaltung beinhalten und diese Arten von Schaltungen Kommunikationsschaltungen beinhalten. Derartige Kommunikationsschaltungen könnten möglicherweise Steckanschlüsse, wie USB-Anschlüsse, sein; des Weiteren können derartige Eingabe-/Ausgabeschaltungen außerdem drahtlose Kommunikationsschaltungen, wie Niedrigstrom-Funkfrequenzsender und -empfänger oder andere Arten von drahtlosen Kommunikationsanschlüssen, die andere Wellenlängen, wie Infrarotlicht, verwenden, beinhalten, um Daten zwischen den verschiedenen Einheiten zu senden und zu empfangen. Diese Art von Technologie ist heute bereits verfügbar, obwohl es mit Sicherheit in der Zukunft neuere Formen davon geben wird, die weiterhin im System 10 aus 1 verwendet werden können.
Mit Bezugnahme auf 2 ist ein Blockdiagramm eines Lasersenders, der in einer der Basiseinheiten verwendet wird und allgemein durch die Referenzziffer 100 gekennzeichnet ist, dargestellt. Der Lasersender 100 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung 110, den zugehörigen Arbeitsspeicher (RAM) unter Ziffer 112, den zugehörigen Festspeicher (ROM) unter Ziffer 114 und wenigstens eine Eingabe-/Ausgabeschaltung unter Ziffer 116. Diese Geräte 112, 114 und 116 stehen über einen Bus 118, der üblicherweise als Adressbus oder Datenbus bezeichnet wird und außerdem andere Arten von Signalen, wie Interrupts oder eventuell andere Arten von Zeitsignalen, beinhalten kann, mit der Verarbeitungsschaltung 110 in Kommunikation.
Die Eingabe-/Ausgabeschaltung 116 wird hierin bisweilen auch als I/O-Schaltung bezeichnet. Diese I/O-Schaltung 116 ist eine primäre Schnittstelle zwischen den tatsächlichen Geräten und der Verarbeitungsschaltung 110. Sie steht mit verschiedenen Kommunikationsgeräten und ferner verschiedenen Arten von Motorantriebsschaltungen und Sensorschaltungeri in Kommunikation.
Die Eingabe-/Ausgabeschaltung 116 steht mit einem Kommunikationsanschluss A, der allgemein durch die Referenzziffer 120 gekennzeichnet ist, in Kommunikation. Der Kommunikationsanschluss 120 beinhaltet eine Senderschaltung 122 und eine Empfängerschaltung 124. Der Kommunikationsanschluss 120 dient dazu, Dateninformationen mit der Fernbedieneinheit 40, die in 2 als Fernbedieneinheit 300 bezeichnet wird, auszutauschen. Die Kommunikationsverbindung zwischen der Fernbedieneinheit 300 und dem Kommunikationsanschluss 120 ist durch Referenzziffer 126 gekennzeichnet. In einem bevorzugten Modus dieses Systems ist die Kommunikationsverbindung 126 drahtlos, obwohl selbstverständlich, falls gewünscht, ein Kabel zwischen dem Kommunikationsanschluss 120 und der Fernbedieneinheit 300 verbunden werden könnte.
Ein zweiter Kommunikationsanschluss, der als Anschluss B bezeichnet wird, ist in 2 allgemein durch die Referenzziffer 130 gekennzeichnet. Dieser Anschluss 130 umfasst eine Datenschnittstelle mit einer Eingabeschaltung unter 132 und einer Ausgabeschaltung unter 134. Der Kommunikationsanschluss 130 überträgt über einen Kommunikationspfad 136 Daten zu und von einem Null-Position-Lichtsensor, der allgemein durch die Referenzziffer 200 gekennzeichnet ist. Wenngleich es durchaus möglich wäre, die Kommunikationsverbindung 136 drahtlos auszuführen, besteht dafür kein besonderer Bedarf. Der Null-Position-Lichtsensor 200 ist üblicherweise direkt auf der Basiseinheit befestigt, genau wie der Lasersender 100. Demnach wäre eine direkte „verkabelte“ Verbindung üblich.
Der Lasersender 100 beinhaltet zudem eine Nivelliermotorantriebsschaltung, die allgemein durch die Referenzziffer 140 gekennzeichnet ist. Diese Antriebsschaltung liefert die Spannung und den Strom für einen Nivelliermotor 142. Zudem erhält sie Signale von einem Nivelliersensor 144 und diese Eingabesignale bestimmen, welche Arten von Befehlen von der Antriebsschaltung 140 an den Motor 142 gesendet werden. Falls gewünscht, kann es sich dabei um ein unabhängiges System handeln, das nicht unbedingt mit der Verarbeitungsschaltung 110 in Kommunikation stehen muss. Der Lasersender 100 wird jedoch üblicherweise nach Informationen verlangen, ob die Basiseinheit die Nivellierfunktion abgeschlossen hat oder nicht, bevor der Lasersender 100 seinen normalen Betriebsmodus beginnt. Zudem kann es wünschenswert sein, dass die Verarbeitungsschaltung 110 die Nivelliermotorantriebsschaltung 140 steuert; im Wesentlichen, um sie zu Zeiten, in denen es nicht kritisch für die Basiseinheit ist, sich im Verhältnis zur Schwerkraft zu nivellieren, abzuschalten.
Der Lasersender 100 beinhaltet in einer bevorzugten Ausführungsform außerdem einen Winkelgeber 150. Der Winkelgeber 150 stellt Eingabesignale an die Verarbeitungsschaltung 110 bereit, sodass sie genau weiß, wohin der Lasersender im Verhältnis zur Azimutrichtung gerichtet wird. Dabei könnte es sich, falls gewünscht, um einen vollständig manuellen Arbeitsgang handeln, um die Systemkosten durch Weglassen des Gebers zu verringern. Für ein vollständig automatisiertes System ist der Winkelgeber 150 jedoch notwendig.
Der Lasersender 100 beinhaltet vorzugsweise außerdem einen Azimutmotorantrieb, der allgemein durch die Referenzziffer 160 gekennzeichnet ist. Der Motorantrieb 160 liefert den benötigten Strom und die erforderliche Spannung, um den Azimutmotor 162 zu betreiben, welcher die erforderliche Antriebskraft für das Ausrichten des Lasersenders bereitstellt. Auch dieser könnte Teil eines selbstständigen Systems sein, das mit dem Winkelgeber 150 zusammenarbeitet; in 2 ist er jedoch als durch die Verarbeitungsschaltung 110 gesteuert dargestellt.
Der Lasersender 100 beinhaltet außerdem eine Laserlichtquellentreiberschaltung 170, welche den Strom und die Spannung für den Betrieb der Laserlichtquelle 172 bereitstellt. Dabei handelt es sich üblicherweise um eine Laserdiode, wenngleich es, falls gewünscht, auch eine andere Art von Laserlichtstrahlemittent sein kann. Wie oben beschrieben, strahlt die Laserlichtquelle üblicherweise ein sichtbares Licht aus, wenngleich auch eine Quelle nicht sichtbaren Lichtes für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein kann und in diesem Fall eine Laserlichtquelle, die Infrarotlicht ausstrahlt, verwendet werden könnte. Der Laserquellentreiber 170 wird in der in 2 dargestellten Konfigurierung durch die Verarbeitungsschaltung 110 gesteuert.
Der Lasersender 100 ist üblicherweise ein „Fächerstrahl“-Lasersender zur Verwendung im System 10. Es versteht sich jedoch, dass andere Arten von Laserlichtquellen verwendet werden könnten, einschließlich eines rotierenden Laserstrahls (wie eines Dithering-Laserstrahls), falls gewünscht. Es muss eine minimale Divergenz vorliegen, um eine Laserlicht-„Ebene“ zu erzeugen, sodass das Laserlicht wenigstens die Bodenoberfläche eines Einsatzortes und für Räume an Einsatzorten vorzugsweise auch eine Deckenoberfläche schneidet. Das System 10 wird viele Anwendungsmöglichkeiten aufweisen, sogar wenn die Laserlichtquelle nur auf eine Bodenoberfläche gerichtet ist, aber das System 10 ist umso nützlicher, wenn der Divergenzwinkel der Laserebene derart ausgeführt ist, dass er nicht nur den Boden, sondern auch die Decke des Raumes schneidet. In dieser Beschreibung wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Laserlichtquelle um einen Fächerstrahllaser oder eine Entsprechung handelt, sodass entweder (i) von jedem Lasersender 100 an beiden Basiseinheiten 20 und 30 eine durchgehende Ebene an Laserlicht ausgestrahlt wird oder (ii) von beiden Basiseinheiten 20 und 30 ein sich bewegender Strahl an Laserlicht (d. h. ein Strahl an Photonen in einer Linie, die ihren Zielwinkel im Laufe der Zeit bewegt) derart ausgestrahlt wird, dass zwei „Ebenen“ an Laserlicht erzeugt werden, die jeweils einen Fächerstrahl emulieren.
Mit Bezugnahme auf 3 ist ein Laserempfänger, der allgemein mit der Referenzziffer 200 gekennzeichnet ist, in Form eines Blockdiagramms dargestellt. Der Laserempfänger 200 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung 210, welche zugehörige RAM 212, ROM 214 und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellenschaltung 216 aufweist. Diese Geräte kommunizieren über einen Bus 218, der üblicherweise wenigstens Daten- und Adresslinien umfasst, mit der Verarbeitungsschaltung 210.
Die Eingabe-/Ausgabeschaltung 216 empfängt Signale von einer Art von Lichtsensor. In 3 sind zwei unterschiedliche Arten von Lichtsensoren dargestellt. Ein „Endstück“-Lichtsensor ist unter Referenzziffer 220 dargestellt und es wird angenommen, dass es nur zwei individuelle Fotozellen gibt. Jede dieser Fotozellen des Lichtsensors 220 liefert ein elektrisches Signal an eine Verstärkerstufe 222. Die Ausgabe der Verstärkerstufe wird an eine Demodulationsschaltung 224 geleitet und die Ausgabe dieser Schaltung leitet ein Signal an die I/O-Schaltung 216. Es versteht sich, dass eine Demodulationsschaltung nicht notwendig ist, es sei denn, es handelt sich bei den Laserlichtsignalen selbst um modulierte Signale. In den meisten Anwendungen für das System 10 ist ein moduliertes Laserlichtsignal wünschenswert und demnach wird in solchen Fällen eine Demodulationsschaltung 224 verwendet.
Die zweite Art von Lichtsensor ist als ein Teil eines manchmal als „Stabsensor“ bezeichneten Elementes dargestellt und durch die Referenzziffer 230 gekennzeichnet. Ein beispielhafter, „voller“ Stabsensor ist in US-Patent Nr. 7,110,092 offenbart, das am 19. September 2006 veröffentlicht wurde und dessen Offenbarung hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Es versteht sich, dass der zweite Lichtsensor 230 praktisch jede Art von „rundum“ lichtempfindlichen Geräten, d. h. einen Lichtsensor, der einfallendes Licht von grundsätzlich jedem Winkel wahrnehmen kann, umfassen kann.
Ein typischer „voller“ Stabsensor würde zwei Fotozellen aufweisen, je eine an jedem Ende des lichtleitenden Stabes. In 3 weist der Stabsensor 203 jedoch nur eine einzelne Fotozelle auf, die ein elektrisches Signal erzeugt, das an eine Verstärkerstufe 232 geleitet wird, welche ein Signal an eine Demodulationsstufe 234 ausgibt. Wie bei dem anderen Lichtsensorschaltungstyp, der oben beschrieben wurde, ist die Demodulationsschaltung 234 nur dann erforderlich, wenn die Laserlichtquelle ein moduliertes Signal ausgibt, was für dieses System 10 typisch wäre.
Außerdem ist im Laserempfänger 200 eine Schnittstellenschaltung 240 bereitgestellt. Dabei handelt es sich um eine von der I/O-Schaltung 216 separate Schnittstellenschaltung. Die Schnittstellenschaltung 240 kommuniziert Positionsinformationen an den Lasersenderkommunikationsanschluss B, die dafür verwendet werden, den Lasersender wie unten beschrieben während einer Phase des Einrichtungsmodus des Betriebs „zu zielen“.
Mit Bezugnahme auf 4 wird ein Blockdiagramm für eine Fernbedieneinheit dargestellt, die allgemein durch die Referenzziffer 300 gekennzeichnet ist. Die Fernbedieneinheit 300 beinhaltet eine Verarbeitungsschaltung 310 mit zugehörigem RAM 312, ROM 314, einer Art von Massenspeicher oder externem Speicher 316 und einer Eingabe-/Ausgabeschaltung 318. Diese Schaltungen stehen alle über den Bus 315, der normalerweise Datensignale und Adresssignale sowie andere Arten von Mikroprozessorsignalen, wie Interrupts, überträgt, mit der Verarbeitungsschaltung 310 in Kommunikation.
Bei dem Massenspeicher 316 kann es sich um ein Plattenlaufwerk oder eventuell um eine Art Flash-Speicher handeln. Falls er als Flash-Speicher ausgeführt ist, könnte er ein externes Speichergerät (wie ein „tragbares Speichergerät“), sein, das zum Beispiel über einen USB-Anschluss in die Fernbedieneinheit eingesteckt werden kann. In diesem Fall wäre eine USB-Schnittstelle zwischen dem Massenspeichergerät 316 und dem Bus 315 vorhanden.
Die I/O-Schaltung 318 steht mit dem ersten Kommunikationsanschluss 320, der in 4 als Kommunikationsanschluss „X“ bezeichnet ist, in Kommunikation. Der Kommunikationsanschluss 320 beinhaltet eine Senderschaltung 322 und eine Empfängerschaltung 324. Der Kommunikationsanschluss 320 ist so ausgeführt, dass er mit den Basiseinheiten 20 und 30 kommuniziert, üblicherweise unter Verwendung eines drahtlosen Signals über einen drahtlosen Pfad 326 (wie in 4 dargestellt). Wie weiter unten ausführlicher beschrieben, tauschen die Basiseinheiten 20 und 30 mit der Fernbedieneinheit Azimutwinkelinformationen aus und diese Informationen werden über den drahtlosen Pfad 326 an den und vom Kommunikationsanschluss 320 gesendet.
Die Fernbedieneinheit 300 beinhaltet einen zweiten Kommunikationsanschluss 330, der in 4 als Kommunikationsanschluss „Y“ bezeichnet wird. Der Kommunikationsanschluss 330 beinhaltet eine Senderschaltung 322 und eine Empfängerschaltung 334. Dieser Kommunikationsanschluss 330 dient dazu, über eine Kommunikationsverbindung 336 Informationen mit dem Architektencomputer 50 auszutauschen. In 4 ist die Kommunikationsverbindung 336 als drahtlose Verbindung dargestellt, obwohl sie, falls gewünscht, sicherlich auch unter Verwendung eines elektrischen Kabels oder eines Lichtwellenleiterkabels hergestellt werden könnte. Der Kommunikationsanschluss 330 tauscht Grundrissdaten mit dem Architektencomputer 50 aus; genauer gesagt kann er einen Grundriss empfangen und diesen in der Massenspeicherschaltung 316 speichern. Falls die Fernbedieneinheit 300 Informationen über einen neuen oder „unbekannten“ Punkt von Interesse im physischen Einsatzortgrundriss empfängt, können diese Informationen zudem nicht nur in der Massenspeicherschaltung 316 gespeichert werden, sondern sie können über den Kommunikationsanschluss 330 zurück an den Architektencomputer 50 gesendet werden, um in den Originalgrundriss eingetragen zu werden. Oder es kann ein überarbeiteter Grundriss (der den neuen Punkt von Interesse beinhaltet) als Datei in der Massenspeicherschaltung 316 gespeichert werden und die gesamte Datei könnte an den Architektencomputer 50 übertragen werden.
Es versteht sich, dass der Architektencomputer 50 eine „stationäre“ Einheit umfassen könnte, die im Wesentlichen im Büro des Architekten verbleibt und Daten an die Fernbedieneinheit 300 sendet, während sich die Fernbedieneinheit physisch im Büro befindet, oder die Einheiten können eventuell entfernt über ein Weitverkehrsnetzwerk, wie zum Beispiel das Internet, miteinander kommunizieren. Alternativ könnte der Architektencomputer 50 eine „tragbare“ Einheit umfassen, die zum Einsatzort transportiert wird und mit der Fernbedieneinheit 300 kommuniziert, während sie sich am Einsatzort befindet. Da tragbare Computer physisch immer kleiner werden, ist es letztlich wahrscheinlicher, dass die tragbare Einheit und der Architektencomputer letzten Endes zu einem einzigen Gerät vereint werden.
Eine Anzeigentreiberschaltung 340 steht mit der I/O-Schaltung 318 in Kommunikation. Die Anzeigentreiberschaltung 340 bietet die geeignete Schnittstelle und die richtigen Datensignale für eine Anzeige 342, die Teil der Fernbedieneinheit 300 ist. Wenn es sich bei der Fernbedieneinheit 300 zum Beispiel um einen Laptop-Computer handelt, wäre dies der Standardbildschirm, wie er in den meisten Laptop-Computern zu finden ist. Oder es könnte sich bei der Fernbedieneinheit 300 um eine Rechnervorrichtung in der Größe eines Taschenrechners handeln, wie zum Beispiel eines PDAs (Personal Digital Assistant), wobei die Anzeige in diesem Fall ein sehr viel kleineres physisches Gerät wäre. Die Anzeige 342 könnte, falls gewünscht, eine Touchscreen-Anzeige sein.
Ein Beispiel für eine Art einer Fernbedieneinheit, die in diesem System (mit einigen Modifikationen) funktionieren könnte, ist der tragbare „Layout Manager“, ein bestehender, tragbarer Computer, der von Trimble Navigation Limited unter der Modellnummer LM80 verkauft wird. Es ist anzumerken, dass der LM80 nicht direkt als Fernbedieneinheit in dem vorliegenden System verwendet werden kann; die Software muss modifiziert werden, um die nötigen, nachstehend beschriebenen Berechnungen ausführen zu können. Zudem müssen die Eingabe-/Ausgabeschaltungen modifiziert werden, damit Befehle und Daten sowohl an die als auch von den Basiseinheiten kommuniziert werden können.
Eine Tastaturtreiberschaltung 350 steht mit der I/O-Schaltung 318 in Kommunikation. Die Tastaturtreiberschaltung 350 steuert die Signale, die an eine Eingabeerkennungsvorrichtung 352, zum Beispiel eine Tastatur, wie in 4 dargestellt, anknüpfen. Wenn es sich bei der Anzeige 342 um eine Touchscreen-Ausführung handelt, weist die Fernbedieneinheit 300 unter Umständen keine separate Tastatur auf, da die meisten Befehls- oder Dateneingabefunktionen durch Berühren der Anzeige selbst verfügbar sind. Es kann eine Art von An/Aus-Schaltfläche geben; diese würde allerdings nicht unbedingt als richtige Tastatur angesehen werden (und wird üblicherweise nicht zur Dateneingabe verwendet).
EINZELHEITEN DER SYSTEMMETHODE
Mit Bezugnahme auf 5 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine dargestellt, die eine Systemeinrichtungsfunktion ausführt. Beginnend mit einem Initialisierungsschritt 400 positioniert der Benutzer zwei Basiseinheiten und stellt dann in einem Schritt 402 in 5 beide Basiseinheiten in ihren Einrichtungsbetriebsmodus. Beginnend mit einem Schritt 410 werden die zwei Basiseinheiten anhand einer vorbestimmten Routine ausgerichtet. Ein Beispiel dafür, wie diese Ausrichtung stattfindet, ist unten beschrieben und außerdem ab 14 dargestellt.
In einem Schritt 412 beginnt die Ausrichtungsroutine damit, dass der Laserstrahl der Basiseinheit „A“ auf ein Ziel gerichtet wird, das sich auf der Basiseinheit „B“ befindet. Ein ähnlicher Vorgang findet am gegenüberliegenden Lasersender statt; in einem Schritt 414 wird der Laserstrahl der Basiseinheit „B“ auf ein Ziel auf der Basiseinheit „A“ gerichtet. (Siehe ausführlichere Beschreibung unten in Verbindung mit 14-19.)
In einem Schritt 416 wird die Winkelzielsetzung der beiden Basiseinheiten ausgerichtet, bis ihre Laserstrahlen eine Ausrichtungsachse bilden. Wenn manuelle oder visuelle Ausrichtung verwendet wird, wird der Logikablauf mit einem Schritt 418 fortgesetzt. Alternativ wird eine automatische Ausrichtung durchgeführt, wenn Laserempfänger auf den Basiseinheiten angebracht sind; in diesem Fall wird der Logikablauf an einen Schritt 420 weitergeleitet.
Sobald eine Ausrichtungsachse erzeugt wurde, kann der Anwender in einem Schritt 422 Daten von den Winkelgebern in die Fernbedieneinheit eingeben. (Es gilt zu beachten, dass die Systemsoftware programmiert werden kann, dies automatisch zu tun.) Der Benutzer würde die Fernbedieneinheit (d. h. Fernbedieneinheit 420) üblicherweise selbst bedienen und durch die Eingabe eines Befehls auf der Tastatur oder dem Touchscreen fordert die Fernbedieneinheit 40 die Ausrichtungsinformationen von beiden Basiseinheiten an und speichert dann die Winkelgeberinformationen in der Speicherschaltung 316 der Fernbedieneinheit 300. Sobald dies geschehen ist, befinden sich die zwei Lasersender der Basiseinheiten „A“ und „B“ in einem feststehenden Verhältnis zueinander und sind bereit für eine Grundrissvermessung. Der Logikablauf gelangt nun zu einem Schritt 430, der eine Routine zur Festlegung der Vermessungspunkte beginnt.
Um Vermessungspunkte festzulegen, muss der Benutzer in einem Schritt 432 visuell zwei Vermessungspunkte auf der Bodenoberfläche an einem Einsatzort orten. In einem Schritt 434 wählt der Benutzer einen ersten Vermessungspunkt mit der Bezeichnung „B1“ aus. Der Benutzer richtet nun die beiden Laserstrahlen der Basiseinheit A und der Basiseinheit B auf diesen Punkt B1. Dieser Vorgang ist sehr einfach, da es sich bei den Laserstrahlen um vertikale Laserebenen handelt und wenn das Licht, das von den Lasersendern ausgestrahlt wird, sichtbares Licht umfasst, verläuft eine schmale Linie sichtbaren Lichtes von jeder der Basiseinheiten A und B aus über die Bodenoberfläche. Nachdem beide Laserstrahlen direkt auf den ersten Vermessungspunkt B1 gerichtet wurden, entsteht direkt am Vermessungspunkt B1 ein Kreuzungspunkt der beiden Laserstrahlen. Sobald dies der Fall ist, kann der Benutzer die Zieldaten für Punkt B1 in einem Schritt 436 in die Fernbedieneinheit eingeben. Dadurch wird das Winkelverhältnis zwischen den zwei Basiseinheit A und B und dem ersten Vermessungspunkt B1 festgelegt.
Der Benutzer wählt nun in einem Schritt 440 einen zweiten Vermessungspunkt „B2“ aus. Beide Laserstrahlen der beiden Basiseinheiten werden nun in Schritt 434, in ähnlicher Weise wie es vorstehend für Vermessungspunkt B1 beschrieben wurde, auf Punkt B2 gerichtet. Nachdem beide Laserstrahlen korrekt ausgerichtet wurden, entsteht genau am Vermessungspunkt B2 eine sichtbare Linienkreuzung, was für den Benutzer leicht sichtbar ist, wenn die Laserstrahlen sichtbares Licht ausstrahlen. Sobald dies der Fall ist, kann der Benutzer in einem Schritt 442 die Zieldaten des Punktes B2 in die Fernbedieneinheit eingeben.
Sobald die Fernbedieneinheit über beide Sätze an Zieldaten für beide Vermessungspunkte B1 und B2 verfügt, kann die Fernbedieneinheit in einem Schritt 450 anhand dieser Basiseinheitspositionen den Abstand zwischen den Basiseinheiten A und B auf dem virtuellen Grundriss errechnen, der in der Speicherschaltung 316 der Fernbedieneinheit 300 enthalten ist. Bei diesen Berechnungen können eine Reihe von beispielhaften Gleichungen verwendet werden, die nachstehend aufgeführt sind:
Bei den nachstehenden Angaben handelt sich um allgemeine Fall-Berechnungen für das Einrichten des Systems. Es wird erwartet, dass die zwei Sender an für den Einsatzort praktischen Stellen platziert werden. Die Achse zwischen den beiden Sendern wird festgelegt, indem die Fächerstrahlen im Verhältnis zueinander ausgerichtet werden. Es soll der Abstand zwischen den beiden Sendern errechnet werden. 22 zeigt ein Diagramm, welches das Verhältnis von an der Einrichtungsroutine beteiligten physischen Punkten und Winkeln darstellt.
Definitionen:

T1: Sender 1
T2: Sender 2
B1: Vermessungspunkt 1 (bekannter Punkt - vorab festgelegt)
B2: Vermessungspunkt 2 (bekannter Punkt - vorab festgelegt)
A1: Achse zwischen den zwei Sendern

Bekannte:

D: Abstand zwischen Vermessungspunkt 1 und Vermessungspunkt 2
A1: Achse zwischen den zwei Sendern.
α: Winkelsender 1 misst von Achse A1 zu Vermessungspunkt 2
γ: Winkelsender 2 misst von Achse A1 zu Vermessungspunkt 1
β: Winkelsender 1 misst zwischen Vermessungspunkt 1 und Vermessungspunkt 2
δ: Winkelsender 2 misst zwischen Vermessungspunkt 1 und Vermessungspunkt 2

Der Abstand „d“ zwischen den Sendern T1 und T2 soll errechnet werden. $\frac{d}{sin (π - a - β - γ)} = \frac{a}{sin (γ)}$
$tan (γ) = \frac{a \cdot sin (α + β)}{r}$
$r = \frac{a \cdot sin (α + β)}{tan (γ)}$
$\frac{d}{sin (π - α - γ - δ)} = \frac{b}{sin (α)}$
$tan (α) = \frac{b \cdot sin (γ + δ)}{s}$
$s = \frac{b \cdot sin (γ + δ)}{tan (α)}$
$sin (ρ) = \frac{b \cdot sin (γ + δ) - a \cdot sin (α + β)}{D}$
$r + s - d = D \cdot cos (ρ)$
Aus Gl. 1: $a = \frac{d \cdot sin (γ)}{sin (π - α - β - δ)}$
Gl. 1 in Gl. 3 ersetzen: $a = \frac{d \cdot sin (γ)}{sin (π - α - β - δ) \cdot tan (γ)}$
Aus Gl. 2: $b = \frac{d \cdot sin (α)}{sin (π - α - β - δ)}$
Gl. 2 in Gl. 4 ersetzen: $s = \frac{d \cdot sin (α) \cdot sin (γ + δ)}{sin (π - α - β - δ) \cdot tan (α)}$
Gl. 1 und Gl. 2 in Gl. 5 ersetzen: $ρ = {sin}^{- 1} [\frac{d \cdot sin (α) \cdot sin (γ + δ)}{D \cdot sin (π - α - β - δ)} - \frac{d \cdot sin (γ) \cdot sin (α + β)}{D \cdot sin (π - α - β - δ)}]$
Gl. 7 und Gl. 8 in Gl. 6 ersetzen: $d = \frac{D \cdot cos (ρ)}{\frac{sin (γ) \cdot sin (α + β)}{sin (π - α - β - δ) \cdot tan (γ)} + \frac{sin (α) \cdot sin (γ + δ)}{sin (π - α - β - δ) \cdot tan (α)} - 1}$
Gl. 10a kann auch geschrieben werden als: $d = \frac{D \cdot cos (ρ) \cdot sin (π - α - β - γ) \cdot sin (π - α - γ - δ) \cdot tan (γ) \cdot tan (α)}{sin (γ) \cdot sin (α + β) \cdot sin (π - α - γ - δ) \cdot tan (α) + sin (α) \cdot sin (λ + δ) \cdot sin (π - α - β - γ) \cdot tan (γ) - sin (π - α - β - γ) \cdot sin (π - α - γ - δ) \cdot tan (γ) \cdot tan (α)}$
An dieser Stelle ist ersichtlich, dass hier zwei unabhängige Gleichungen vorliegen: Gl. 9 und Gl. 10. Diese können gleichzeitig durch verschiedene numerische Methoden gelöst werden.
Sobald die Berechnungen abgeschlossen und beide Vermessungspunkte in die Fernbedieneinheit 300 eingegeben wurden, gelangt der Logikablauf zu einem Schritt 452, in dem die Systemeinrichtungsroutine abgeschlossen ist. Die Positionen beider Basiseinheiten A und B wurden auf dem virtuellen Grundriss, der entweder in der Massenspeicherschaltung 316 der Fernbedieneinheit 300 (bei der es sich auch um einen entfernbaren Flash-Speicherchip handeln kann) oder auf dem Architektencomputer 50, der über seinen Kommunikationsanschluss Y (unter 320) mit der Fernbedieneinheit 300 in Kommunikation steht, gespeichert ist, „eingetragen“ oder „abgebildet“. Das System ist jetzt bereit, andere Punkte auf dem Grundriss zu orten.
Es gilt zu beachten, dass das Einrichtungsverfahren des Ablaufdiagramms aus 5 theoretisch nicht notwendig wäre, wenn die zwei Basiseinheiten 20 und 30 zuvor an denselben Standorten positioniert worden wären, an denen sie sich derzeit befinden. Der Benutzer könnte jedoch diese Positionen der Basiseinheiten überprüfen wollen, um sicher zu gehen, dass nicht eine der Basiseinheiten ohne des Benutzers Wissen bewegt wurde. Ihre Positionen können ganz leicht überprüft werden, indem beide Basiseinheiten angewiesen werden, sich auf die Vermessungspunkte zu „richten“, ein Vermessungspunkt nach dem anderen. Wenn die Basiseinheiten nicht bewegt wurden, bilden die durch die Lasersender 22 und 23 projizierten Laserlichtlinien exakt an den richtigen physischen Standorten auf der Einsatzortoberfläche kreuzende Linien, wodurch die Einrichtungsparameter schnell verifiziert werden.
Mit Bezugnahme auf 6 ist ein Ablaufdiagramm für eine Routine dargestellt, mit der ein „bekannter“ Punkt auf dem virtuellen Grundriss gefunden werden kann. Der Ablauf beginnt mit einem Schritt 500, in dem zwei Basiseinheiten und zwei bekannte Vermessungspunkte auf dem virtuellen Grundriss der Fernbedieneinheit 300 festgelegt wurden. Der Logikablauf schreitet nun fort zu einem Schritt 510, in dem der Benutzer Koordinaten für einen Punkt von Interesse eingibt. Diese Eingabe geschieht entweder über eine Eingabeerkennungsvorrichtung 352 (z. B. eine Tastatur) oder über eine Touchscreen-Anzeige (wie Anzeige 342) der Fernbedieneinheit 300. Diese Koordinaten können anhand des virtuellen Grundrisses eingegeben werden, der sich auf dem Architektencomputer 50 befindet, und diese Koordinaten werden für die Basiseinheiten, welche die Lasersender enthalten, automatisch in einen Satz an Zieldaten übersetzt.
Was den virtuellen Grundriss angeht, wurden die Koordinaten dieses bekannten Punktes von Interesse im Grunde bereits „vorherbestimmt“; der bekannte Punkt von Interesse wurde bereits im Speicher des Computers, welcher den virtuellen Grundriss enthält, „eingetragen“ oder „abgebildet“. In bisherigen (herkömmlichen) Grundrisssystemen bestand die Schwierigkeit darin, nun zu bestimmen, wo genau der bekannte Punkt von Interesse sich auf der tatsächlichen physischen Einsatzortoberfläche befindet, sodass Arbeiten an der richtigen Stelle durchgeführt werden können.
In einem Schritt 512 wird der erste Laserstrahl der Basiseinheit „A“ geschwenkt, sodass der Laserstrahl auf die eingegebenen Koordinaten gerichtet ist. In ähnlicher Weise wird in einem Schritt 514 der Laserstrahl geschwenkt, sodass die Basiseinheit „B“ auf den gleichen Satz an eingegebenen Koordinaten gerichtet ist. Nachdem dies erfolgt ist, kreuzen sich die beiden Laserebenen von den Basiseinheiten A und B auf der Bodenoberfläche an den festgelegten Koordinaten. In einem Schritt 516 kann der Benutzer nun visuell den Kreuzungspunkt auf der Bodenoberfläche orten und an dieser Stelle die Arbeit aufnehmen.
Der Logikablauf gelangt nun zu einem Entscheidungsschritt 520, in dem festgelegt wird, ob Arbeiten auf Höhe der Decke durchgeführt werden sollen oder nicht. Ist dies nicht der Fall, wird der Logikablauf zu einem Schritt 530 weitergeleitet. Falls die Antwort JA lautet, ortet der Benutzer visuell in einem Schritt 522 den Kreuzungspunkt der zwei Laserebenen auf der Deckenoberfläche. Der Benutzer kann nun an diesem Punkt Arbeiten aufnehmen. Dies wäre zum Beispiel für den Einbau von Sprinkleranlagen, Rauchmeldern oder Lampen gemäß den Plänen des Architekten von Nutzen.
Der Logikablauf gelangt nun zu einem Entscheidungsschritt 530, in dem festgelegt wird, ob Arbeiten entlang einer vertikalen Wand durchgeführt werden sollen oder nicht. Ist dies nicht der Fall, wird der Logikablauf zu einem Schritt 534 weitergeleitet. Falls die Antwort JA lautet, ortet der Benutzer visuell in einem Schritt 532 die Kreuzungslinie auf der Wandoberfläche. Bei dieser Linie handelt es sich um die implizierte Lotlinie, die zwischen den Kreuzungspunkten der beiden Laserebenen auf dem Boden und an der Decke existiert. Da nun die vertikale Lotlinie entlang der Wandoberfläche sichtbar ist, kann der Benutzer entlang dieser Linie die Arbeit aufnehmen. Dies kann für die Anordnung von Steckdosen, das Anbringen von Rahmenwerk oder sogar für die Positionierung der Wand selbst von Nutzen sein.
Der Logikablauf gelangt nun zu einem Schritt 534 und die Routine ist nun für diesen Standort abgeschlossen. In einem Entscheidungsschritt 540 wird nun bestimmt, ob der Benutzer für einen weiteren Punkt von Interesse bereit ist oder nicht. Falls dies nicht der Fall ist, wird der Logikablauf zu einem Schritt 542 weitergeleitet, an dem die Routine abgeschlossen wird. Falls der Benutzer für einen weiteren Punkt von Interesse bereit ist, wird der Logikablauf zurück zu Schritt 510 geleitet, in dem der Benutzer die Koordinaten für einen neuen Punkt von Interesse auf der Fernbedieneinheit 300 eingeben kann.
Nachstehend ist ein beispielhafter Satz an Positionsberechnungen bereitgestellt. Dieser Berechnungssatz beschreibt ein Lösungsverfahren für die Zielwinkel beim Bestimmen der Lage eines bekannten Punktes von Interesse, wenn das System bereits eingerichtet ist; er ergibt die Winkel, in die jeder Sender eingerichtet werden muss, um einen Punkt von Interesse, der gefunden werden soll, anzuzeigen. 23 zeigt ein Diagramm, welches das Verhältnis von an der Routine für die Ortung eines bekannten Punktes von Interesse beteiligten physischen Punkten und Winkeln darstellt.
Definitionen:

Bekannte:

d: Abstand zwischen den Sendern
A:(XA, YA): Koordinaten des zu ortenden Punktes von Interesse

Ablauf:

1) Eingeben der Koordinaten des Punktes von Interesse in die System-Fernbedieneinheit.
2) Sender 1 und 2 bewegen sich zu den jeweiligen Winkel θ und ϕ, die erforderlich sind, um Punkt A:(X_A, Y_A) anzuzeigen.
3) Visuelles Orten der Stelle, an der die Ebenen sich kreuzen.

Aus dem Diagramm: $a = X_{A} und b = Y_{A}$
Lösung für θ und ϕ: $θ= {tan}^{- 1} (\frac{b}{a}) ϕ= {tan}^{- 1} (\frac{b}{d-a})$
Mit Bezugnahme auf 7 ist eine Routine zur Eingabe eines „unbekannten“ Punktes in Form eines Ablaufdiagramms dargestellt. Die Routine beginnt bei einem Schritt 600, in dem bereits zwei Basiseinheiten und zwei bekannte Vermessungspunkte auf dem virtuellen Grundriss festgelegt wurden. In einem Schritt 610 wird nun ein „neuer“ physischer Punkt von Interesse auf einer Oberfläche, die sich innerhalb des Arbeitsgrundrisses befindet, geortet. Dieser neue Punkt von Interesse ist noch nicht auf dem virtuellen Grundriss dargestellt - wäre er dargestellt, wäre er nicht „unbekannt“. Stattdessen handelt es sich bei diesem neuen Punkt um etwas, von dem der Benutzer denkt, dass es auf dem virtuellen Grundriss angezeigt werden sollte, und einen physischen Punkt, den der Benutzer sehen kann und den er/sie nun in den Grundriss-Computerdateien festhalten will.
Nachdem der neue Punkt von Interesse in Schritt 610 physisch geortet wurde, muss der Benutzer in einem Schritt 612 den Laserstrahl der Basiseinheit „A“ auf diesen Punkt von Interesse richten. Das bedeutet, dass der Benutzer einen Befehl geben (oder manuell schwenken) muss, um den Laserstrahl direkt auf den Punkt von Interesse zu richten, sodass die Laserlichtebene entlang der Bodenoberfläche eine Linie erzeugt (angenommen, dieser Punkt befindet sich auf der Bodenoberfläche), bis diese Linie den Punkt von Interesse visuell kreuzt.
Nachdem die Basiseinheit „A“ in Schritt 612 ausgerichtet wurde, muss der Benutzer in einem Schritt 614 nun den Laserstrahl der Basiseinheit „B“ auf denselben neuen Punkt von Interesse ausrichten. Die Laserebene von der Basiseinheit „B“ erzeugt erneut eine Laserlichtlinie entlang der Bodenoberfläche (ebenfalls unter der Annahme, dass es sich um einen Punkt auf der Bodenoberfläche handelt), wodurch eine sichtbare Linie, die von der Basiseinheit „B“ wegstrahlt, erzeugt wird und, nachdem es richtig ausgerichtet wurde, kreuzt das Laserlicht den neuen Punkt von Interesse sichtbar. Am Ende dieser Zielphase in Schritt 614 sollten sich beide Laserebenen (als sichtbare Lichtlinien auf der Bodenoberfläche) genau an dem Punkt von Interesse kreuzen.
Die Winkelgeber verfügen nun über die Azimutinformationen, die gespeichert werden können, und in einem Schritt 620 werden Daten von den Winkelgebern beider Basiseinheiten in die Fernbedieneinheit eingegeben. (Dies geschieht üblicherweise durch einen Benutzerbefehl, der auf der Fernbedieneinheit eingegeben wird.) Sobald die Fernbedieneinheit über diese Daten verfügt, sorgt ein Schritt 622 dafür, dass die Fernbedieneinheit eine Rückberechnung durchführt, um die Koordinaten dieses Punktes von Interesse auf dem virtuellen Grundriss anzuzeigen. Sobald dies erfolgt ist, ist der unbekannte Punkt von Interesse nun auf dem virtuellen Grundriss „eingetragen“ und dieser Punkt von Interesse wird im Wesentlichen zu einem „bekannten“ Punkt von Interesse und kann daher später „gefunden“ werden, auch wenn die Basiseinheiten 20 und 30 an andere Standorte bewegt werden. Nun wird ein Schritt 624 erreicht, an dem die Routine für diesen spezifischen Standort (d. h. an diesem Punkt von Interesse) abgeschlossen ist.
Wenn die Basiseinheiten nicht über Azimutgeber verfügen, werden sie alternativ mit einer visuellen Winkelskala ausgestattet, die der Benutzer auf einer oberen Oberfläche der Basiseinheiten sehen kann. Nachdem der Benutzer (manuell) den Lasersender für jede Basiseinheit (in den Schritten 612 und 614) ausgerichtet hat, kann er/sie die Azimutwinkelverschiebung für beide Lasersender ablesen und diese Informationen können dann in Schritt 620 manuell in die Fernbedieneinheit eingegeben werden (unter Verwendung der Eingabeerkennungsvorrichtung 352). Sobald die Fernbedieneinheit über diese Daten verfügt, werden die Schritte 622 und 624 wie oben beschrieben durchgeführt.
In einem Entscheidungsschritt 630 wird nun bestimmt, ob der Benutzer für einen weiteren „neuen“ Punkt von Interesse bereit ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, wird die gesamte Routine aus 7 in einem Schritt 632 beendet. Wenn der Benutzer hingegen zu diesem Zeitpunkt einen weiteren Punkt von Interesse eingeben will, wird der Logikablauf wieder zurück zu Schritt 610 geleitet, in dem der Benutzer diesen anderen physischen Punkt von Interesse auf einer Oberfläche, die sich innerhalb des Arbeitsgrundrisses befindet, ortet.
Durch Verwendung der Routine, die im Ablaufdiagramm in 7 dargestellt ist, kann ein Benutzer ganz einfach einen Punkt von Interesse, der sich in ununterbrochener Sichtlinie der beiden Lasersender in den beiden Basiseinheiten befindet, am Einsatzort auswählen. Sobald der Benutzer diesen physischen Punkt geortet hat, müssen lediglich beide Lasersender direkt auf diesen Punkt gerichtet werden, sodass zwei sich kreuzende Laserlichtlinien von den Laserebenen, die von den zwei Lasersendern ausgestrahlt werden, erzeugt werden. Dies ist sehr einfach zu erreichen, da der Benutzer alle Vorgänge sehen kann, wenn die Lasersender sichtbares Licht ausstrahlen. Selbst wenn es sich bei dem Licht zum Beispiel um infrarotes Licht handelt, könnte der Benutzer, falls gewünscht, eine spezielle Nachtsichtbrille verwenden, um diese Punkte zu orten. Dieses Szenario mit nicht sichtbarem Licht könnte für Anwendungen nützlich sein, die im Dunkeln durchgeführt werden und könnte eventuell auch vom Militär verwendet werden (z. B. zur Positionsbestimmung von Minen in einem Minenfeld). In ungefährlichen Situationen könnte, falls gewünscht, ein Positionserkennungslaserempfänger statt einer Nachtsichtbrille verwendet werden, um diese Punkte zu orten.
Diese in 7 dargestellte Routine kann sehr viel schneller durchgeführt werden als eine übliche Vermessungsfunktion, die unter Verwendung bisheriger Technologie an Einsatzorten unzählige Male durchgeführt wird. Es ist keinerlei Messlatte erforderlich und eine derartige Latte müsste nicht für jeden neuen Punkt von Interesse positioniert und lotrecht ausgerichtet werden, so wie es in vielen Systemen, die verfügbare herkömmliche Technologie verwenden, notwendig ist.
Wenn der Benutzer einen Punkt auswählt, der sich nicht in direkter Sichtlinie eines der Lasersender befindet, muss der jeweilige Lasersender lediglich an einen anderen Standort innerhalb des virtuellen Grundrisses bewegt und anhand der in 5 als Ablaufdiagramm dargestellten Routine erneut eingerichtet werden. Sobald der Lasersender an einen neuen Standort versetzt wurde, kann seine Position ganz einfach mit Vermessungspunkten, die immer an einem neuen Einsatzort verfügbar sind, festgelegt werden und sobald alles mit der Fernbedieneinheit erfasst wurde, kann der Benutzer direkt damit beginnen, gemäß dem Ablaufdiagramm in 7 unbekannte Punkte einzugeben.
Nachstehend ist ein beispielhafter Satz an Rückberechnungen bereitgestellt. Dieser Berechnungssatz beschreibt ein Lösungsverfahren für die Koordinaten des Standortes eines unbekannten Punktes von Interesse, nachdem das System eingerichtet wurde. 24 zeigt ein Diagramm, welches das Verhältnis von an der Routine für die Eingabe eines unbekannten Punktes von Interesse beteiligten physischen Punkten und Winkeln darstellt.
Definitionen:

Bekannte:

d: Abstand zwischen den Sendern
θ: Winkel gemessen von Sender 1 von der Achse zwischen Sendern und dem Punkt von Interesse
ϕ: Winkel gemessen von Sender 2 von der Achse zwischen Sendern und dem Punkt von Interesse

Ablauf:

1) Befehl an jeden Sender, jeden entsprechenden Fächerstrahl über dem Punkt von Interesse zu platzieren.
2) Sender 1 und 2 messen die Winkel θ und ϕ.
3) Da d durch das Einrichten des Systems bekannt ist, können die Koordinaten von Punkt a berechnet werden.

Aus dem Diagramm: $y_{0} \frac{d}{\frac{1}{tan (θ)} + \frac{1}{tan (ϕ)}}$
Dies kann auch geschrieben werden als: $y_{0} = \frac{d \cdot tan (ϕ) \cdot tan (θ)}{tan (θ) + tan (ϕ)}$
und: $x_{0} = \frac{y_{0}}{tan (θ)}$
WEITERE EINZELHEITEN ZUM BETRIEB
Mit Bezugnahme auf 8 ist eine schematische Ansicht der „mechanischen“ Hauptkomponenten, die in einer Basiseinheit enthalten sind, dargestellt, einschließlich eines Lasersenders und eines Laserempfängers. Die Basiseinheit ist allgemein durch die Referenzziffer 100 gekennzeichnet und beinhaltet eine Nivellierplattform an der Unterseite der Struktur, auf der eine Rotationseinheit zum Anpassen des Azimutwinkels des Lasersenders befestigt ist. Die Nivellierplattform beinhaltet zwei Nivelliermotoren 142, einen Niveaugeber 144 (z. B. eine Art elektronischer Schwerkraftsensor) und ein Drehgelenk 146. Oberhalb der Nivelliermotoren 142 befinden sich Leitspindeln 148 und die horizontale Nivellierplattform ist oben auf den Leitspindeln 148 befestigt.
Es versteht sich, dass statt der „automatischen“ Nivellierplattform, die im vorherigen Absatz beschrieben wurde, eine manuelle Nivellierplattform mit der Basiseinheit 100 bereitgestellt werden könnte. Eine solche manuelle Nivellierplattform könnte zum Beispiel ein Pendel oder eine sichtbare Blase aufweisen und es gäbe kein automatisches schwerkraftempfindliches Gerät oder einen Nivelliermotorantrieb.
Auf der oberen Oberfläche der Nivellierplattform befindet sich der Azimutmotor 162, welcher eine Abtriebswelle und ein Zahnradgetriebe 164, das in ein Stirnradgetriebe 166 greift, aufweist. Das Stirnradgetriebe weist eine vertikale Abtriebswelle auf, die durch eine Geberscheiben-Unterbaugruppe 152 verläuft, hoch zu einem zweiten Rad oder einer zweiten Scheibe, die zwei Endstückzellen-Lichtsensoren 220 beinhaltet. Die Geberscheiben-Unterbaugruppe 152 weist üblicherweise eine Form von sichtbaren Markierungen auf, die durch einen Geber-Abtastkopf wahrgenommen werden können, der sich entlang des äußeren Umfangs der Geberscheibe befindet. In 8 ist der Geber-Abtastkopf durch Referenzziffer 154 gekennzeichnet und das gesamte Winkelgebersystem 150 beinhaltet sowohl die Geberscheiben-Unterbaugruppe 152 als auch den Geber-Abtastkopf 154. Typische optische Geber weisen einen feststehenden Abschnitt und einen rotierbaren Abschnitt auf, wie in 8 durch die zwei parallelen Scheibenstrukturen in der Unterbaugruppe 152 dargestellt.
Eine Laserdiode 172 ist (in dieser schematischen Ansicht) in der horizontalen Richtung angebracht und strahlt einen Laserlichtstrahl durch eine Kollimationsline 174 aus und dieses Laserlicht wandert durch eine Zylinderlinse 176 und erzeugt so einen austretenden Fächerstrahl 178. Der Fächerstrahl 178 ist in 8 schematisch als divergierende Laserlichtebene dargestellt.
In dieser Anordnung dreht der Azimutmotor 162 die Zielrichtung der Fächerstrahllaserlichtebene 178 und dadurch werden gleichzeitig die Endstückzellen-Lichtsensoren 220 und ein Teil der Geberscheiben-Unterbaugruppe 152 bewegt. In einer typischen Anordnung ist die Teilung zwischen den Endstückzellen-Lichtsensoren entlang derselben vertikalen Linie angeordnet wie die Kantenansicht der Fächerstrahllaserlichtebene 178. Es ist jedoch anzumerken, dass die Endstückzellen-Lichtsensoren 220 leicht von der Mittellinie der Laserlichtebene 178 versetzt angeordnet sein können und die Berechnungen zur Positionsbestimmung von verschiedenen Punkten auf dem Grundrisssystem um diese Versatzberechnungen angepasst werden könnten, insbesondere, um eine Ausrichtungsachse zu bestimmen/einzurichten. Durch diese optionale Anordnung, die manchmal als „Charakterisierung“ der Lichtsensoren bezeichnet wird, kann der Aufbau der Basiseinheit, falls gewünscht, etwas vereinfacht werden.
In 8 ist ein zweiter Lichtsensor bereitgestellt. Dabei handelt es sich um einen „Stab“-Sensor, der unter Referenzziffer 230 dargestellt ist. In diesem Stabsensor befindet sich jedoch nur eine einzelne Fotozelle unter Ziffer 236. Obwohl ein typischer Positionstaster-Stabsensor zwei Fotozellen aufweisen würde (wie in 3 gezeigt), ist für die in der Konfiguration in 8 gesuchte Information lediglich eine einzige Fotozelle erforderlich. Bei der Basiseinheit 100 geht es darum, herauszufinden, ob Laserlicht auf die zylindrische Oberfläche des Stabsensors fällt oder nicht und falls dem so ist, reicht eine einzige Fotozelle unter 236 aus, um dies festzustellen. Andererseits könnte auch ein standardgemäßer Stabsensor, wie in 3 dargestellt, verwendet werden, wenn höhere Sensibilität gewünscht wird oder wenn der Hersteller einen standardmäßigen Stabsensor verwenden will, bei dem bereits zwei Fotozellen an dem zylindrischen Stab befestigt sind (je eine an jedem Ende).
Wie in 8 dargestellt, kann der Azimutmotorantrieb 162 den gesamten oberen Teil der Basiseinheit in der horizontalen Ebene rotieren; d. h. die Rotationsachse ist, sobald die Nivellierplattform sich angepasst hat, um das System im Wesentlichen im Verhältnis zur Schwerkraft horizontal anzuordnen, im Grunde vertikal.
Eine alternative Anordnung könnte verwendet werden, um eine kostengünstigere Basiseinheit 100 zu bauen. Der Lichtsensor 220 könnte durch einen kleinen Reflektor ersetzt werden, der genau in vertikaler Ausrichtung mit der Mittellinie der Laserlichtebene 178 angeordnet ist. In dieser alternativen Ausführungsform müsste der gegenüberliegende Lasersender bei der Bestimmung der Ausrichtungsachse manuell auf den Reflektor gerichtet werden. Diese Ausführungsform wäre zweifelsohne etwas schwieriger einzurichten als das nachstehend beschriebene, automatische Verfahren, es ist allerdings durchaus möglich, insbesondere für Kurzstreckensituationen, in denen der Abstand zwischen den Basiseinheiten relativ gering ist. Die Laserempfänger 24 und 34 könnten in dieser alternativen Ausführungsform vollständig entfallen.
Ein anderer Weg, um die Systemkosten zu senken, besteht darin, die automatische Azimutausrichtungsplattform vollständig wegzulassen und stattdessen vollständig auf manuelles Ausrichten der Lasersender für beide Basiseinheiten zu setzen. Bei dieser zweiten alternativen Ausführungsform würden die Kosten für den Azimutantrieb (einschließlich des Motors 162) und das Gebersystem 150 eingespart werden. Die Azimut-„Ziel“-Winkel müssten dann selbstverständlich manuell von einer akkuraten Skala auf der Basiseinheit abgelesen werden und diese Winkel müssten jedes Mal, wenn der Lasersender auf einen neuen Vermessungspunkt, einen bekannten Punkt von Interesse oder einen unbekannten Punkt von Interesse ausgerichtet wird, manuell vom Benutzer in die Fernbedieneinheit eingegeben werden. Dabei würde die Wahrscheinlichkeit von Fehlern bei der Dateneingabe zunehmen, sogar wenn die Azimutwinkel zunächst richtig abgelesen wurden.
Mit Bezugnahme auf 9-13 ist eine Reihe von Abbildungen dargestellt, welche die Benutzerfreundlichkeit des hierin offenbarten Systems noch deutlicher demonstrieren. In 9 ist ein erster Schritt zur Ausrichtung der Achsen der zwei Lasersender dargestellt. Die Lasersender sind Teil der Basiseinheiten 20 und 30, die in 9 auf Dreibeinstativen befestigt sind. Ein Benutzer, allgemein durch die Referenzziffer 45 gekennzeichnet, ist mit der tragbaren Fernbedieneinheit 40 in der Hand innerhalb der Grenzen eines Raumes (oder Zimmers) 700 dargestellt. Das Zimmer 700 weist eine Deckenoberfläche 710 und eine Bodenoberfläche 712 auf.
Der Lasersender auf der Basiseinheit 20 strahlt einen Laserfächerstrahl aus, der eine obere Winkelgrenzlinie unter 722 und eine untere Winkelgrenzlinie unter 724 aufweist. Der andere Lasersender auf der Basiseinheit 30 strahlt ebenfalls einen Laserlichtfächerstrahl aus und weist eine obere Winkelgrenzlinie unter 732 und eine untere Winkelgrenzlinie unter 734 auf. Das Ziel in diesem Schritt von 9 besteht darin, eine Achse 740 zwischen den zwei Lasersendern auszurichten. Die Methode für einen ausführlichen Ausrichtungsvorgang ist nachstehend mit Bezugnahme auf 14-19 beschrieben. An dieser Stelle der Beschreibung wird angenommen, dass die Ausrichtungsachse 740 durch diese Prozedur bestimmt wird.
10 stellt den nächsten Schritt dar, in dem die zwei Lasersender auf einen ersten Vermessungspunkt (in 10 als „Vermessungspunkt 1“ bezeichnet) ausgerichtet werden. In 10 ist der Innenraum mit der Referenzziffer 701 gekennzeichnet. Die zwei Lasersender wurden auf den Punkt von Interesse Vermessungspunkt 1 gerichtet, der durch die Referenzziffer 752 gekennzeichnet ist. Die Lasersender der zwei Basiseinheiten 20 und 30 wurden entweder manuell durch den Benutzer oder, falls auf den Basiseinheiten 20 und 30 die Azimutpositionierungsmotoren und Geber verfügbar sind, automatisch unter Verwendung der Fernbedieneinheit 40 durch den Benutzer ausgerichtet. Nachdem die zwei Laserebenen ausgerichtet wurden, sodass sie sich am ersten Vermessungspunkt unter 752 kreuzen, sehen die Laserebenen wie in 10 dargestellt aus. Die Laserebene vom Fächerstrahllasersender der Basiseinheit 20 wird erneut Winkelgrenzlinien 722 und 724 aufweisen, aber gleichzeitig eine sichtbare Linie entlang der Decke unter 726 und eine ähnliche sichtbare Linie entlang der Bodenoberfläche unter 728 erzeugen. In ähnlicher Weise wird der Lasersender, der den Fächerstrahl von Basiseinheit 30 erzeugt, Winkelgrenzlinien 732 und 734 ausstrahlen und außerdem eine obere sichtbare Linie entlang der Decke unter 736 und eine untere sichtbare Linie entlang der Bodenoberfläche unter 738 erzeugen.
Es versteht sich, dass sich die Bezeichnungen „sichtbares Licht“ oder „sichtbares Laserlicht“, wie sie hier verwendet werden, auf Laserlichtstrahlen beziehen, die entweder direkt für das menschliche Auge sichtbar sind (d. h. eine Wellenlänge in der Größenordnung von ungefähr 430 nm bis 690 nm aufweisen) oder sich auf Laserstrahlen beziehen, die sich leicht außerhalb des „normalen“ Sichtbarkeitsschärfenspektrums für das menschliche Auge befinden, und der Benutzer durch eine Art Speziallinsen unterstützt wird. Die hierin beschriebenen Lasersender könnten zum Beispiel, falls gewünscht, Infrarot-(IR)-Laserlichtstrahlen erzeugen und der Benutzer könnte eine Nachtsichtbrille tragen; wobei die Laserlichtstrahlen in dieser Situation für diesen Benutzer als „sichtbar“ erscheinen würden, was mehr oder weniger erforderlich ist, um die Ausrichtungs- und Ortungsfunktionen des hierin beschriebenen Systems richtig verwenden zu können.
Die zwei unteren Kanten 728 und 738 der Laserebenen werden sich, nachdem die zwei Lasersender korrekt in ihrer Winkelposition entlang der Azimutrichtung ausgerichtet wurden, genau am Vermessungspunkt 752 kreuzen und der Benutzer kann diesen Kreuzungspunkt dann sehen. Ferner werden sich die zwei Laserebenen entlang einer vertikalen Linie 750 schneiden, bei der es sich, wenn die zwei Basiseinheiten korrekt nivelliert wurden, um eine Lotlinie handelt. Diese Laserlinie von Kreuzung 750 wird tatsächlich sichtbar sein, wenn ein festes Objekt oder eine Art rauchförmige Substanz entlang der Linie selbst positioniert wird. Am oberen Ende der Laserlichtlinie 750 wird es eine weitere sichtbare Kreuzung von „horizontalen“ Linien entlang der Decke geben, die nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Der dritte Schritt besteht darin, die Lasersender für die zwei Basiseinheiten auf den zweiten Vermessungspunkt zu richten, der in 11 als „Vermessungspunkt 2“ bezeichnet wird. Der Innenraum ist in 11 mit der Referenzziffer 702 gekennzeichnet. Der Benutzer muss nun die Winkelpositionen beider Lasersender für die Basiseinheiten 20 und 30 bewegen, sodass sie auf den zweiten Vermessungspunkt, der mit der Referenzziffer 762 gekennzeichnet ist, gerichtet sind. Beide Lasersender strahlen weiterhin eine Laserlichtebene aus und der dadurch erzeugte Fächerstrahl weist Divergenzwinkel auf, die durch die Linien 722, 724, 732 und 734 dargestellt sind. Ferner werden obere und untere sichtbare Linien entlang der Deckenoberfläche und der Bodenoberfläche vorhanden sein, die erneut durch die Liniensegmente 726, 728, 736 und 738 gekennzeichnet sind.
Nachdem die zwei Lasersender richtig auf den zweiten Vermessungspunkt 762 gezielt wurden, werden sich die unteren sichtbaren Linien der zwei Laserebenen genau i am Vermessungspunkt 762 kreuzen und der Benutzer kann diesen Kreuzungspunkt nun sehen.
Es versteht sich, dass die Ausdrucksweise „genau (an einer spezifischen Stelle auf einer Oberfläche) kreuzen“, wie sie hier verwendet wird, bedeutet, dass der Benutzer die Lasersender so angepasst hat, dass die von ihnen ausgestrahlten Laserfächerstrahlen Lichtlinien erzeugen, die diesen spezifischen Punkt scheinbar exakt kreuzen. Selbstverständlich besteht höchstwahrscheinlich eine geringe Fehlertoleranz und es obliegt dem Benutzer, die nötigen Anpassungen bei der Ausrichtung der Basiseinheitslasersender vorzunehmen, sodass die Lichtlinien sich so genau wie möglich „exakt“ an der richtigen Stelle kreuzen. Da die Laserlichtlinien eine erkennbare Breite aufweisen, ist es für den Benutzer unmöglich, die Laserstrahlen innerhalb eines kaum wahrnehmbaren, winzigen Abstands ausrichten und demnach besteht wahrscheinlich eine sehr geringe Fehlertoleranz bei solchen „exakten“ Positionen von Lasersenderazimutwinkeln. Dabei handelt es sich jedoch um sehr kleine Abweichungen und der Benutzer wird zudem sehr schnell lernen, diese Azimutpositionsveränderung der Lasersender sehr gut auszuführen, sodass jegliche derartige Fehler im Wesentlichen vernachlässigbar sind.
Wie im Fall von 10 besteht außerdem eine vertikale Kreuzungslinie zwischen den zwei Laserebenen und diese Kreuzungslinie ist in 11 durch die Referenzziffer 760 dargestellt. Die Kreuzungslinie 760 ist, soweit die zwei Lasersender richtig nivelliert wurden, eine Lotlinie.
Nachdem die Koordinaten beider Vermessungspunkte in die Fernbedieneinheit 40 eingegeben wurden (gemäß 10 und 11), ist das Einrichten des Systems abgeschlossen. Nun ist der Benutzer in der Lage, andere relevante Koordinaten in die Fernbedieneinheit 40 einzugeben, und kann so veranlassen, dass sich die Lasersender automatisch auf diese Koordinaten richten (angenommen die Lasersender sind motorisiert und verfügen über Winkelgeber). 12 stellt eine derartige Situation dar, in welcher der Benutzer die Koordinaten eines Bodenpunktes, der in 12 durch die Referenzziffer 772 gekennzeichnet ist, eingegeben hat. Der Raum (oder das Zimmer) ist in 12 durch die Referenzziffer 703 gekennzeichnet. Die Lasersender wurden so ausgerichtet, dass ihre Fächerstrahlen jeweils eine vertikale Laserlichtebene erzeugen und sich beide dieser Laserlichtebenen genau am Punkt 772 entlang der Bodenoberfläche 712 kreuzen. Außerdem existiert eine vertikale Kreuzungslinie zwischen den beiden Laserebenen unter Referenzziffer 770. Dabei handelt es sich, wie zuvor beschrieben, um eine Lotlinie, sofern die Laserbasiseinheiten 20 und 30 richtig nivelliert wurden. Wichtiger ist ferner, dass die zwei Lasersender Laserebenen ausstrahlen müssen, die im Verhältnis zur Schwerkraft im Wesentlichen vertikal sind; falls dies richtig der Fall ist, wird auch die implizierte Linie 770 im Verhältnis zur Schwerkraft im Wesentlichen vertikal sein.
Da die Lotlinie 770 als eine vertikale Linie direkt über dem Bodenpunkt 772 existiert, wird es außerdem einen für den Benutzer sichtbaren Deckenübertragungspunkt geben, der durch die Referenzziffer 774 gekennzeichnet ist. Der Benutzer wird am Punkt 774 zwei sich kreuzende Linien sehen, die durch die oberen Kanten der Laserebenen von den Lasersendern der Basiseinheiten 20 und 30 erzeugt werden. Dabei handelt es sich um die oberen Kantenlinien der Fächerlaserstrahlen entlang der Linienabschnitte 726 und 736, die entlang der Oberfläche der Decke 710 verlaufen. Dies bietet dem Benutzer jedes Mal, wenn der Benutzer zunächst einen Bodenpunkt von Interesse bestimmt, einen praktisch sofortigen Übertragungspunkt entlang der Deckenoberfläche. Der Deckenübertragungspunkt 774 ist automatisch lotrecht über dem Bodenpunkt 772 angeordnet, da die implizierte Linie 770 genau lotrecht ist. Dieses System ermöglicht es dem Gebäudedesigner, falls gewünscht, anhand der Koordinaten auf einem zweidimensionalen Grundriss Geräte anzuordnen, die in der Decke angebracht werden sollen.
Die hierin offenbarte Technologie kann automatisch Bodenpunkte verwenden und diese Koordinaten an die Decke übertragen; wenn es sich bei dem Gebäudeplan um einen dreidimensionalen Plan handelt, können ferner statt der Bodenkoordinaten zuerst die Deckenkoordinaten eingegeben werden. In diesem Betriebsmodus sind die beiden Lasersender der Basiseinheiten 20 und 30 weiterhin in der Lage, automatisch zu schwenken, sodass ihre Laserfächerstrahlen sich am Deckenkoordinatensatz statt am Bodenkoordinatensatz kreuzen. Das endgültige Erscheinungsbild ist, genau wie in 12 dargestellt, identisch. Der einzige Unterschied besteht darin, dass statt des Bodenpunktes zuerst der Deckenpunkt bestimmt wurde. Eine Lotlinie 770 besteht auch weiterhin, nachdem der Deckenpunkt festgelegt wurde.
Mit Bezugnahme auf 13 wird die Fähigkeit des hierin offenbarten Systems, eine vertikale Lotlinie aus Laserlicht zu erzeugen, vorteilhaft verwendet. In 13 ist ein Raum (oder ein Zimmer) 704 dargestellt und die zwei Lasersender der Basiseinheiten 20 und 30 wurden auf einen Bodenpunkt 782 gerichtet, der sich genau entlang der Kante einer der Wände, welche durch die Referenzziffer 714 gekennzeichnet ist, befindet. Der Laserfächerstrahl erzeugt eine sichtbare Lotlinie aus Laserlicht 780, die entlang der Oberfläche der Wand 714 sichtbar ist. Außerdem existiert ein Deckenkreuzungspunkt unter 784, wobei es sich um den obersten Punkt des Liniensegmentes 780 handelt, das diese Kreuzungslinie zwischen den beiden Laserlichtebenen ausmacht. Damit die implizierte Laserlotlinie 780 entlang der Wandoberfläche sichtbar ist, muss die Wand an oder in relativer Nähe des Kreuzungspunktes 782 positioniert werden; dies kann als „proximales“ Verhältnis bezeichnet werden - die Oberfläche 714 der Wand muss sich nah am Punkt 782 befinden, da die Laserlichtkreuzungslinie 780 sonst die Wandoberfläche „verfehlt“ und nicht auf dieser Wandoberfläche sichtbar ist. Selbstverständlich muss die Wand selbst relativ lotrecht sein oder die Lotlinie 780 wird nicht richtig entlang der Wandoberfläche sichtbar sein.
Wie im vorstehenden Absatz beschrieben wurde, kann der Benutzer, wenn ein zweidimensionaler Grundriss verfügbar ist, mit dem Bodenkreuzungspunkt 782 als Punkt von Interesse beginnen. Wenn hingegen ein dreidimensionaler Grundriss verfügbar ist und der Deckenkreuzungspunkt 784 für den Benutzer verfügbare Koordinaten aufweist, kann dieser Punkt, wie in 13 dargestellt, verwendet werden, um zu veranlassen, dass die Lasersender ausgerichtet werden.
Wenn die Lotlinie 780 entlang der Wandoberfläche 714 sichtbar ist, kann der Benutzer diese Lotlinie verwenden, um Wände, wie eine Wand mit Rahmenwerk, auszurichten und zu installieren. Zudem kann, nachdem die Wände installiert wurden, die vertikale Lotlinie 780 verwendet werden, um die Positionen für die Installation von Wandsteckdosen oder HVAC- oder HLK-Schächten oder -Öffnungen und anderen ähnlichen Geräten, die in Wänden von Gebäuden platziert werden, zu orten.
Mit Bezugnahme auf 14-19 wird ein Beispiel einer Methode zur Ermittlung einer Ausrichtungsachse zwischen zwei Basiseinheiten bereitgestellt. Mit Bezugnahme auf 14 strahlen die beiden Basiseinheiten 20 und 30 vertikale Laserlichtebenen in Fächerstrahlform aus, wobei die Laserlichtebene von Basiseinheit 20 durch die Referenzziffer 60 gekennzeichnet ist und die Laserlichtebene von Basiseinheit 30 durch die Referenzziffer 70 gekennzeichnet ist. Wie in 14 ersichtlich ist, kreuzen sich die Laserlichtebenen 60 und 70 zwar, sind aber weder gleichgerichtet noch kreuzen sie die gegenüberliegende Basiseinheit.
In 14 verfügt die Basiseinheit 20 über einen Positionierungslichtsensor unter 64, bei dem es sich üblicherweise um einen Satz an „Endstückzellen“-Fotozellen handeln kann, die exakt auf die Mitte des ausgestrahlten Laserfächerstrahls ausgerichtet sind. Die Basiseinheit 20 verfügt über einen zweiten Lichtsensor 62, der eine Fotozelle und eine Zylinderlinse aufweist. Die Zylinderlinse ragt vertikal über den oberen Teil der Basiseinheitsstruktur hinaus (ähnlich wie Element 230 in 8) und die Fotozelle ist an einem Ende der Zylinderlinse (welche der Fotozelle 236 in 8 ähnelt) befestigt. Diese Kombination 62 aus Fotozelle und Zylinderlinse ist grob mit dem Rotationszentrum der Basiseinheit 20 gleichgerichtet. (Sie muss nicht genau ausgerichtet sein. Der Lichtsensor 62 bietet „grobe“ Ausrichtungssensorfähigkeiten für das Erkennen von Laserstrahlen des anderen Lasersenders von Basiseinheit 30.)
Auf ähnliche Weise beinhaltet die Basiseinheit 30 außerdem einen Positionierungslichtsensor 74, bei dem es sich üblicherweise um eine „Endstückzellen“-Anordnung von Fotozellen handeln kann, die genau auf die Mitte des ausgestrahlten Laserfächerstrahls 70 ausgerichtet sind. (Hinweis: Diese „genaue“ Ausrichtung könnte die Charakterisierung der Fotozellenanordnung zur Korrektur eines Versatzes beinhalten, falls die Position der Laserstrahlausgabe und der Nullpunkt des Lichtsensors nicht perfekt ausgerichtet sind.) Außerdem beinhaltet die Basiseinheit 30 eine Zylinderlinse und eine Fotozellenkombination unter 72, die grob (nicht genau) mit der Rotationsmitte dieser Basiseinheit ausgerichtet ist. Der Lichtsensor 72 bietet „grobe“ Ausrichtungssensorfähigkeiten für das Erkennen von Laserstrahlen des anderen Lasersenders von Basiseinheit 20.
Mit Bezugnahme auf 15 hat der Benutzer einen Befehl eingegeben, sodass jede Basiseinheit beginnt, zu rotieren. Der Zweck dieses Rotierens besteht darin, dass die Zylinderlinsen/Fotozellenkombination (entweder 62 oder 72) den Laserstrahl von der anderen Basiseinheit erkennt. Aus 15 ist ersichtlich, dass beide Laserfächerstrahlen ihre Position geändert haben, jedoch weder Fächerstrahl 60 noch 70 die andere Basiseinheit kreuzen. Laserfächerstrahl 60 rotiert in Richtung einer Winkelbogenlinie 66, während der Lasersenderstrahl 70 der Basiseinheit 30 in Richtung einer Winkellinie 76 rotiert.
Mit Bezugnahme auf 16 kreuzt der Laserfächerstrahl 70 den vertikalen Lichtsensor 62 der Basiseinheit 20. Wenn dies geschieht, kann die Basiseinheit 30 die Rotation des Fächerstrahls 70 beenden, da dieser sich nun grob in der richtigen Position befindet. Der Fächerstrahl 60 von Basiseinheit 20 muss jedoch noch weiter in Richtung 66 rotieren. In 17 rotiert der Fächerstrahl 60 von Basiseinheit 20 immer noch, hat jedoch die Basiseinheit 30 noch nicht gekreuzt. Der Fächerstrahl 70 von Basiseinheit 30 hat angehalten und kreuzt immer noch den vertikalen Lichtsensor 62.
Mit Bezugnahme auf 18 kreuzt der Laserfächerstrahl 60 von Basiseinheit 20 den Lichtsensor 72 von Basiseinheit 30 und der Lasersender auf Basiseinheit 20 hört nun auf zu rotieren. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Fächerstrahlen 60 und 70 grob auf die jeweilige gegenüberliegende Basiseinheit 30 bzw. 20 gerichtet.
Mit Bezugnahme auf 19 kommen nun die Positionierungsfotozellen 64 und 74 ins Spiel. Angenommen, diese zwei Fotozellen umfassen jeweils zwei Endstückzellen-Lichtsensoren, so weisen sie eine Totbandbreite zwischen den zwei Lichtempfindlichkeitsbereichen der Endstückzellen-Anordnung auf und diese Totbandbreite ist die gewünschte Position, die von den zwei Laserfächerstrahlen 60 und 70 gesucht wird. Durch die Positionierungsfotozellen 64 und 74 können die Laserempfänger auf den zwei Basiseinheiten 20 und 30 die exakte Position des Lasereinfalls der Fächerstrahlen 60 und 70 mit einer sehr geringen Fehlergrenze bestimmen. Die Ausgabesignale von den Laserempfängern können verwendet werden, um die Azimutpositionierungsmotoren beider Lasersender der Basiseinheiten 20 und 30 anzuweisen, sich in kleinen Maßen zu bewegen, bis die vertikalen Kanten der Laserebenen 60 und 70 auf die Totbandpositionen der Endstückzellen treffen.
Die Totbandbreite der Endstückzellen kann relativ klein ausgeführt werden, vielleicht, falls gewünscht, bis zu 0,127 mm (0,005 Zoll). In 19 werden die beiden Lasersender iterativ rotiert, bis jeder ihrer Fächerstrahlen innerhalb der Totbandbreite der Endstückzellen auf die gegenüberliegende Basiseinheit treffen. Dies bietet nun eine sehr präzise Ausrichtungsachse zwischen den zwei Basiseinheiten 20 und 30.
Ein weiterer Vorteil der hierin offenbarten Technologie ist in 20 und 21 dargestellt. 20 zeigt ein herkömmliches Laserzeigesystem (gemäß dem Stand der Technik), das derzeit für Grundrissvermessungsverfahren verwendet wird. Dieses dem Stand der Technik entsprechende System ist allgemein mit der Referenzziffer 800 gekennzeichnet und beinhaltet einen Lasersender 810, der auf einem Dreibeinstativ befestigt ist, und diese Anordnung wird auf einer Bodenoberfläche 812 platziert. Dieses Laserzeigesystem ist dafür ausgelegt, seine Laserstrahlen 820 buchstäblich direkt auf eine spezifische Stelle auf der Bodenoberfläche 812 zu richten, und diese Stelle bestimmt den Punkt, der für den Benutzer von Interesse ist. Dieses System funktioniert, solange die Bodenoberfläche innerhalb der Toleranz, die erforderlich ist, damit das Laserzeigesystem den Punkt von Interesse erfolgreich bestimmen kann, tatsächlich flach und horizontal liegt.
Wenn der Boden jedoch eine beliebige Art von Unebenheit aufweist, wie zum Beispiel eine durch die Referenzziffer 814 gekennzeichnete Vertiefung, weicht die Genauigkeit des Laserzeigesystems 800 stark ab. Es versteht sich, dass die Vertiefung 814 genauso eine Vorwölbung in der Bodenoberfläche sein könnte und dass sich dies ebenfalls negativ auf die Genauigkeit des Systems 800 auswirken würde.
Die Referenzziffer 822 kennzeichnet die genaue Position des Punktes von Interesse auf der Bodenoberfläche, an welcher der Laserstrahl 820 versucht, diese Position zu bestimmen. Aufgrund der Vertiefung im Boden unter 814 befindet sich der projizierte Punkt auf dieser unebenen Oberfläche jedoch an einem anderen physischen Standort in der horizontalen Richtung, welcher durch die Referenzziffer 824 gekennzeichnet ist. Dies führt zu einem Positionsfehler, der durch die Referenzziffer 830 gekennzeichnet ist. Abhängig vom horizontalen Abstand zwischen der tatsächlichen Position 822 und der Position des Lasersenders 810 kann der Positionsfehler 830 beträchtlich sein und das System hinsichtlich der angestrebten Genauigkeit somit nutzlos machen.
Mit Bezugnahme auf 21 kann die hierin offenbarte Technologie, wie oben beschrieben, mit zwei Lasersendern verwendet werden und diese Art von System ist allgemein durch die Referenzziffer 900 gekennzeichnet. Ein erster Lasersender befindet sich unter 910 und ein zweiter Lasersender unter 911. Die Lasersender 910 und 911 sind beide auf Dreibeinstativen befestigt und beide strahlen (in diesem Beispiel) einen Laserfächerstrahl aus, wobei der Fächerstrahl für den Lasersender 910 durch die Referenzziffer 920 gekennzeichnet ist und der Fächerstrahl für den Lasersender 911 durch die Referenzziffer 921 gekennzeichnet ist.
Beide Lasersender werden auf einer Bodenoberfläche positioniert, die allgemein durch die Referenzziffer 912 gekennzeichnet ist. Ein Punkt von Interesse wird in das System eingegeben, welches das Azimut beider Lasersender 910 und 911 steuert und demnach werden die Lasersender auf den richtigen Standort auf der Bodenoberfläche gerichtet. In 21 ist die tatsächliche Position des Punktes von Interesse durch die Referenzziffer 922 gekennzeichnet. Zufällig liegt dieser Punkt von Interesse 922 in einer Vertiefung im Boden, welche durch die Referenzziffer 914 gekennzeichnet ist. Die vertikalen Ebenen der zwei Laserfächerstrahlen 920 und 921 kreuzen sich jedoch unter 950 in einer vertikalen Lotlinie und diese Lotlinie verläuft von ihrer höchsten Begrenzung an der Oberkante der Laserfächerstrahlen 920 und 921 hinunter bis zu ihrer tiefsten Begrenzung (entlang der Linie 950), welche an einem Punkt 924 die Bodenoberfläche in der Vertiefung 914 kreuzt.
Aufgrund der Art und Weise, mit der das System 900 die Lotlinie 950 erzeugt, fällt die angezeigte Position des Punktes von Interesse unter 924 exakt auf die tatsächliche Position des Punktes von Interesse unter 922. Demnach tritt zwischen der tatsächlichen Position 922 und dem Punkt, der auf die Bodenoberfläche 924 projiziert wird, kein Fehler auf, selbst wenn dieser projizierte Punkt innerhalb einer Vertiefung, wie der Vertiefung 914, liegt. Dies gilt auch, wenn es sich statt einer Vertiefung um eine Vorwölbung in der Bodenoberfläche handelt. Dieses Merkmal ist ein erheblicher Vorteil, der durch die hierin offenbarte Technologie bereitgestellt wird.
BASISEINHEIT MIT VERBESSERTEN FÄHIGKEITEN
Mit Bezugnahme auf 25 ist eine alternative Ausführungsform für eine beispielhafte Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten in Form eines Blockdiagrammes offenbart. Die Basiseinheit #A ist allgemein durch die Referenzziffer 1020 gekennzeichnet und beinhaltet einen Lasersender 22, einen Laserempfänger 24 und eine Ausrichtungsplattform 26, ähnlich der, die in 1 für die Basiseinheit 20 offenbart wurde. Zusätzlich beinhaltet die Basiseinheit 1020 eine Abstandsmessungsvorrichtung 1028.
Auf ähnliche Weise ist die Basiseinheit #B allgemein durch die Referenzziffer 1030 gekennzeichnet und beinhaltet, ähnlich wie die Basiseinheit 30 aus 1, einen Lasersender 32, einen Laserempfänger 34 und eine Ausrichtungsplattform 36. Zusätzlich beinhaltet die Basiseinheit 1030 eine Abstandsmessungsvorrichtung 1029.
27 zeigt eine beispielhafte alternative Ausführungsform der Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten, die allgemein durch die Referenzziffer 1100 gekennzeichnet ist. Sie ähnelt in ihrer Struktur und Funktion der in 8 dargestellten Basiseinheit 100. Die alternative Ausführungsform der Basiseinheit 1100 beinhaltet jedoch einen Laserabstandsmesser 1028, bei dem es sich um dasselbe Gerät handelt, das in 25 schematisch dargestellt ist. Der Laserabstandsmesser 1028 ist auf einer rotierbaren Plattform 152 montiert und sein Ausgabelaserstrahl 1194 ist so ausgerichtet, dass er komplanar zum Fächerstrahl 178 liegt. Es versteht sich, dass verschiedene Arten von Abstandsmessungsinstrumenten für das Gerät 1028 verwendet werden könnten und es nicht unbedingt eine „Laser“-Abstandsmessungsvorrichtung sein muss. In der hierin enthaltenen Beschreibung wird die Abstandsmessungsvorrichtung häufig als „Laser“-Gerät bezeichnet, da derartige Geräte in der Vermessungs- und Baubranche allseits bekannt sind. Ferner funktioniert eine Laserabstandsmessungsvorrichtung üblicherweise sehr gut für die Verwendung in der hierin offenbarten Technologie; derartige Geräte werden häufig als „Laserabstandsmesser“ bezeichnet.
Allgemein ist ein Laserabstandsmesser ein Gerät, das einen modulierten Lichtlasersender, einen modulierten Lichtlaserempfänger und eine Verarbeitungsschaltung beinhaltet, die eine Laufzeit eines modulierten Lichtlaserstrahls, der vom direktionalen Lichtlasersender ausgestrahlt wird, bis sein reflektiertes (immer noch moduliertes) Licht durch den Laserempfänger empfangen wird, bestimmt. Die Verarbeitungsschaltung konvertiert anschließend die Laufzeit in einen Abstand zu dem anvisierten Ziel. Ein Beispiel für einen beispielhaften Laserabstandsmesser ist ein Trimble Modell Nr. HD100.
In der in 27 dargestellten Ausführungsform findet sich eine Laserdiode 172, die einen Lichtstrahl erzeugt, und nachdem er durch eine Kollimationslinse 174 und eine Zylinderlinse 176 gerichtet wurde, wird ein Fächerstrahl ausgestrahlt. Ein derartiger Fächerstrahl ist eine rein statische Lichtebene, die gut für die Verwendung in der hierin beschriebenen Technologie geeignet ist. Es gilt jedoch zu beachten, dass andere Arten von Laserstrahlen in der hierin offenbarten Technologie mit guten Ergebnissen verwendet werden können. Zum Beispiel könnte ein sich drehender Laserstrahl verwendet werden (in dem eine Laserlichtlinie ausgestrahlt wird), der entlang einer vertikalen Ebene rotiert und der die Illusion eines statischen Fächerstrahls erzeugt, obwohl sich der Laserstrahl tatsächlich konstant bewegt, während er durch die vertikale Ebene schwenkt. Es versteht sich, dass ein Dithering-Laserstrahl eine Art rotierender Laserstrahl ist und ein derartiger Dithering-Laserstrahl verwendet werden könnte, um die Illusion eines statischen, vertikalen Fächerstrahls zu erzeugen; ein Dithering-Laserstrahl würde nicht in einem vollständigen Kreis mit 360 Grad rotieren, sondern stattdessen entlang eines schmalen Bogens schnell hin und zurück rotieren, während er durch seine Winkelbewegungen schwenkt, um somit eine vertikale Laserlichtebene zu erzeugen.
Beim Dithering wird davon ausgegangen, dass die Quelle statt einer Linie ein Laserpunkt oder ein kurzer Linienabschnitt ist. Ein rotierender Laser verwendet ebenfalls eine Laserpunktquelle. Ein rotierender Laserpunkt, der in einiger Entfernung auf einer Oberfläche einfällt, zeichnet eine Linie um den gesamten Umfang (der außerdem eine „Ebene“ des Laserlichtes beschreibt). Für dieselbe Rotorgeschwindigkeit nimmt mit zunehmendem Abstand zwangsläufig auch die lineare Geschwindigkeit des Punktes zu, wodurch die wahrgenommene Helligkeit der Linie, die der Laserstrahl zieht, verringert wird. Eine Lösung für diesen Verlust der wahrgenommenen Helligkeit, ist es, den Strahl zu „DITHERN“.
Dithering (Zittern) des Laserstrahls wird durch Bestimmen von Grenzen des gewünschten schneidenden Bogens und anschließendes Oszillieren des Strahls mit diesen Größen, hin und zurück, erreicht, um so eine Linie zu zeichnen, die erheblich kürzer ist als der vollständige von einem (um 360 Grad) rotierenden Laser bereitgestellte Umfang. Das Ergebnis ist, dass der Strahl im Bereich von Interesse (d. h. wo die Arbeit durchgeführt wird) in einer kürzeren Weglänge und mit einer langsameren linearen Geschwindigkeit hin und her schwenkt, wodurch die wahrgenommene Helligkeit der lokal gezeichneten Linie erhöht wird. Es gilt zu beachten, dass die gezeichnete Länge, die kürzer ist als der gesamte 360 Grad-Umfang, eine langsamere lineare Geschwindigkeit des Strahls mit der potenziell gleichen Frequenz (Auffrischungsrate) ermöglicht.
Wie hierin verwendet, beziehen sich die Bezeichnungen „Laserlichtebene“ und „Laserfächerstrahl“ (oder einfach „Fächerstrahl“) auf eine der wenigstens drei folgenden Situationen: (1) eine rein statische Ebene des Laserlichtes, die buchstäblich optisch in Echtzeit von einer Art Streulinse (wie der Zylinderlinse 176) ausfächert; (2) ein rotierender Laserlichtstrahl, der in einem gegebenen Moment eine einzelne Linie an Photonen erzeugt, die in dem Moment auf nur eine Winkelposition gerichtet ist, jedoch über einen vollständigen Betriebszyklus der Rotationsbewegung einen ganzen kreisförmigen Bogen beschreibt, der effektiv eine Laser-„Ebene“ an Photonen erzeugt und für einen relativ kurzen Zeitraum den Eindruck vermittelt, dass über die ganzen 360 Grad eines Kreises ein statischer Fächerstrahl erzeugt wird; oder (3) ein Dithering-Laserlichtstrahl, der in einem jeweiligen Moment ebenfalls eine einzelne Linie an Photonen erzeugt, die in diesem Moment auf nur eine Winkelposition gerichtet ist, jedoch über einen ganzen Betriebszyklus der Vor- und Zurückbewegung einen Bogen von weniger als 360 Grad beschreibt, der ebenfalls effektiv einen spezifischen Sektor einer Laser-„Ebene“ an Photonen erzeugt und über einen relativ kurzen Zeitraum den Eindruck vermittelt, dass über den gesamten vorher beschriebenen Sektor (d. h. über weniger als 360 Grad eines Kreises) ein statischer Fächerstrahl erzeugt wird. In Bezug auf Echtzeitbetrieb erzeugt jede beliebige dieser Methoden zum Erzeugen eines derartigen Laserfächerstrahls zur praktischen Verwendung an einem Einsatzort eine scheinbar statische Ebene an Laserlicht. Eine derartige scheinbar statische Ebene an Laserlicht ist nicht davon abhängig, dass ein schmaler Laserstrahl zu einem spezifischen Zeitpunkt in einer präzisen linearen Richtung platziert ist, um mit anderen sich „bewegenden“ Laserstrahlen (oder anderen elektronisch erzeugten Signalen) zu arbeiten, um eine Art Positionsausrichtungen festzulegen, wie die, die in bestimmten Positionserkennungs- und Positionsanzeigesystemen im Stand der Technik verwendet werden.
Mit Bezugnahme auf 26 ist ein Blockdiagramm der alternativen Basiseinheit (mit verbesserten Fähigkeiten) 1100 aus 27 dargestellt. Die meisten der Komponenten aus 26 sind ebenfalls in der Basiseinheit 100, die in 2 dargestellt ist, enthalten. Die Basiseinheit 1100 enthält eine Abstandsmessungsvorrichtung (DMD), die allgemein durch die Referenzziffer 1180 gekennzeichnet ist. Der Abstandsmesser 1180 kommuniziert über die Eingabe-/Ausgabeschaltung 116 mit dem Mikroprozessor 110. Der Abstandsmesser beinhaltet eine Lasertreiberschaltung 1182 und eine Laserstrahlempfänger-Schnittstellenschaltung 1184. Der Lasertreiber 1182 stellt eine Spannung für eine Laserlichtquelle 1190 bereit, die den Lichtstrahl 1194 ausstrahlt (wie in 27 dargestellt). Ein Lichtsensor 1192 empfängt das reflektierte Laserlicht (vom Lichtstrahl 1194) und die Spannungsausgabe vom Lichtsensor 1192 wird zur Laserempfänger-Schnittstellenschaltung 1184 geleitet. Nach entsprechender Verstärkung und eventueller Demodulation wird das Signal durch die I/O-Schaltung 116 an den Mikroprozessor 110 gesendet. Auf diese Weise kann die Abstandsmessungsvorrichtung 1180 einen genauen Abstand zwischen der Basiseinheit 1100 und einem Ziel, von dem der Lichtstrahl 1194 reflektiert wird, zurück zum Lichtsensor 1192 bestimmen.
Es gilt zu beachten, dass 25 keinen Architektencomputer enthält, wenngleich ein solcher in einem derartigen System (optional) verwendet werden könnte. Wenn er die Basiseinheiten mit verbesserten Fähigkeiten aus 25 und 27 verwendet, benötigt der Benutzer jedoch keinen Architektencomputer. Tatsächlich erstellt der Benutzer seinen eigenen neuen virtuellen Grundriss eines bestehenden „ausgebauten“ Zimmers, wenn er mit dieser Ausrüstung arbeitet, indem er eine Fernbedieneinheit als Monitor verwendet und den virtuellen Grundriss aus von den Basiseinheiten abgeleiteten Informationen erzeugt und der neue virtuelle Grundriss wird auf der Fernbedieneinheit gespeichert, nicht auf einem Architektencomputer. Andererseits könnte ein neuer virtueller Grundriss, sobald dieser durch den Benutzer erstellt wurde, falls gewünscht, auf einen separaten Architektencomputer heruntergeladen werden.
Mit Bezugnahme auf 28-32 wird ein Beispiel einer Methode zur Ermittlung einer Ausrichtungsachse zwischen zwei Basiseinheiten bereitgestellt, gesehen aus der Perspektive eines menschlichen Benutzers, der in einem Zimmer oder Raum an einem Einsatzort arbeitet. 28 zeigt einen menschlichen Benutzer 45, der eine drahtlose Fernbedieneinheit hält, die allgemein durch die Referenzziffer 40 gekennzeichnet ist. Diese drahtlose Fernbedieneinheit weist eine Funkantenne 44 auf, die, falls gewünscht, auch eine andere Art von Kommunikations-Hardware sein könnte. Die drahtlose Fernbedienung weist außerdem eine Anzeige 342 auf, bei der es sich vorzugsweise um eine Touchscreen-Anzeige handelt, sodass der Benutzer direkt auf der Anzeige Befehle eingeben kann. Wenn eine Anzeige ohne Touchscreen verwendet wird, wäre eine Art Tastatur-Eingabegerät wünschenswert.
In 28 steht der Benutzer 45 in einem im Bau befindlichen Zimmer oder Raum, wobei die Decke des Zimmers mit der Referenzziffer 1210, die Bodenoberfläche mit der Referenzziffer 1212, eine linke Seitenwand (üblicherweise vertikal) mit der Referenzziffer 1214, eine Vorderwand mit der Referenzziffer 1216 und eine rechte Seitenwand mit der Referenzziffer 1218 gekennzeichnet ist. Es sind zwei Basiseinheiten 20 und 30 dargestellt, die auf der Bodenoberfläche 1212 aufliegen.
Der Benutzer kann die Basiseinheiten 20 und 30 an jede beliebige gewünschte Position auf der Bodenoberfläche 1212 platzieren. In der in 28 beginnenden beispielhaften Methode wurden bisher keine Vermessungspunkte festgelegt und auf der Fernbedieneinheit 40 ist kein virtueller Grundriss gespeichert. Die Basiseinheiten weisen üblicherweise die in 1 beschriebenen Schaltungen auf, mitsamt zugehörigen Sensoren, einschließlich eines Lichtsensors 62 für die erste Basiseinheit 20 und eines Lichtsensors 72 für die zweite Basiseinheit 30. Die nächsten Abbildungen beschreiben eine Methode zum Festlegen einer Achse zwischen den zwei Lasersendern der Basiseinheiten 20 und 30, ähnlich derer, die oben mit Bezugnahme auf 14-19 beschrieben wurde.
Mit Bezugnahme auf 29 strahlt die Basiseinheit 20 eine vertikale Ebene an Laserlicht in einer Fächerstrahlform aus, wobei die obere Kante des Fächerstrahls durch die Linie 1222 gekennzeichnet ist und die unterer Kante des Fächerstrahls durch die Linie 1224 gekennzeichnet ist. Die untere Kante des Fächerstrahls ist an einer sichtbaren Linie erkennbar, die unter 1212 über die Bodenoberfläche verläuft und in verschiedene Winkelpositionen gerichtet wird, während der Lasersender auf der Basiseinheit 20 rotiert. In 29 ist unter 1225 eine erste Position der Laserlichtlinie auf der Bodenoberfläche dargestellt und während der Fächerstrahl in Richtung des Pfeils 1228 rotiert, wird anschließend unter 1226 eine auf der Bodenoberfläche erscheinende spätere Laserlichtlinie dargestellt und eine noch später erscheinende Laserlichtlinie ist als Linie 1227 dargestellt. Wenn der Fächerstrahl von der Basiseinheit 20 auf die Photozelle 72 der Basiseinheit 30 trifft, wird ein Befehl an die Basiseinheit 20 gesendet, die Rotation ihres Laserfächerstrahls zu beenden, woraufhin seine Bewegung gestoppt wird, während er den Lichtsensor 72 trifft.
Wie oben angemerkt, verfügt die Basiseinheit 20 unter 64 über einen Positionierungslichtsensor, bei dem es sich üblicherweise um einen Satz an „Endstückzellen“-Fotozellen handeln kann, die exakt auf die Mitte des ausgestrahlten Laserfächerstrahls ausgerichtet sind. Die Basiseinheit 20 verfügt über einen zweiten Lichtsensor 62, der eine Fotozelle und eine Zylinderlinse aufweist. Die Zylinderlinse ragt vertikal über den oberen Teil der Basiseinheitsstruktur hinaus (ähnlich wie Element 230 in 8) und die Fotozelle ist an einem Ende der Zylinderlinse befestigt (ähnlich der Fotozelle 236 in 8). Diese Kombination 62 aus Fotozelle und Zylinderlinse ist grob mit dem Rotationszentrum der Basiseinheit 20 ausgerichtet. (Sie muss nicht genau ausgerichtet sein. Der Lichtsensor 62 bietet „grobe“ Ausrichtungssensorfähigkeiten für das Erkennen von Laserstrahlen des anderen Lasersenders von Basiseinheit 30.)
Wie oben beschrieben, beinhaltet die Basiseinheit 30 außerdem einen Positionierungslichtsensor 74, bei dem es sich üblicherweise um eine „Endstückzellen“-Anordnung von Fotozellen handeln kann, die genau mit der Mitte des ausgestrahlten Laserfächerstrahls 70 ausgerichtet sind. Die Basiseinheit 30 beinhaltet außerdem eine Kombination 72 aus einer Zylinderlinse und einer Fotozellen, die grob (nicht genau) mit dem Rotationszentrum der Basiseinheit ausgerichtet ist. Der Lichtsensor 72 bietet „grobe“ Ausrichtungssensorfähigkeiten für das Erkennen von Laserstrahlen des anderen Lasersenders von Basiseinheit 20.
Wie in 29 dargestellt, gibt der Benutzer einen Befehl ein, sodass die Basiseinheit 20 ihren Laserfächerstrahlsender rotiert. Der Zweck dieses Rotierens besteht darin, dass die omnidirektionale Fotozelle 72 den Laserstrahl von der anderen Basiseinheit 30 erkennt. Der Laserfächerstrahl von der Basiseinheit 20 rotiert, wie oben beschrieben, in Richtung einer Winkelbogenlinie 1228. Sobald der Laserfächerstrahl den vertikalen Lichtsensor 72 der Basiseinheit 30 kreuzt, kann die Basiseinheit 20 die Rotation des Fächerstrahls beenden, da sich dieser nun grob in der richtigen Position befindet.
Außerdem strahlt die andere Basiseinheit 30 eine vertikale Ebene an Laserlicht in Fächerstrahlenform aus und dieser Fächerstrahl soll den Lichtsensor 62 der Basiseinheit 20 treffen. Diese Situation ist in 30 dargestellt. Die obere Kante des von der Basiseinheit 30 ausgestrahlten Fächerstrahls befindet sich entlang der Linie 1232 und die untere Kante dieses Laserfächerstrahls befindet sich entlang der Linie 1234. Die von der Basiseinheit 30 ausgestrahlte Fächerstrahllaserebene erzeugt eine Linie entlang der Bodenoberfläche 1210, beginnend an einer Position 1235, und dann, während die Linie in Richtung des Pfeils 1238 rotiert, verändert die sichtbare Laserlichtlinie ihre Position zur Linie 1236 und letztendlich zur Linie 1237, in der sie den Lichtsensor 62 der Basiseinheit 20 trifft.
In 31 kreuzt der Laserfächerstrahl 60 von Basiseinheit 20 den Lichtsensor 72 der Basiseinheit 30 und der Lasersender der Basiseinheit 20 erhält nun einen Befehl, die Rotation zu beenden. Zu diesem Zeitpunkt sind beide Fächerstrahlen (unter den Linien 1227 und 1237) grob auf die jeweilige gegenüberliegende Basiseinheit 30 bzw. 20 gerichtet.
Mit Bezugnahme auf 31 kommen nun die Nullposition-Fotozellen 220 (siehe 8) ins Spiel. Wenn angenommen wird, dass diese zwei Nullposition-Fotozellen 220 jeweils zwei Endstückzellen-Lichtsensoren umfassen, weisen sie eine Totbandbreite zwischen den zwei Lichtempfindlichkeitsbereichen der Endstückzellen-Anordnung auf und diese Totbandbreite ist die gewünschte Position, die von den zwei Laserfächerstrahlen der Basiseinheiten 20 und 30 gesucht wird. Unter Verwendung der Nullposition-Fotozellen 220 können die Laserempfänger 24 und 34 auf den zwei Basiseinheiten 20 und 30 die exakte Position des Lasereinfalls der Fächerstrahlen mit einer sehr geringen Fehlergrenze bestimmen. Die Ausgabesignale von den Laserempfängern können verwendet werden, um die Azimutpositionierungsmotoren beider Lasersender der Basiseinheiten 20 und 30 anzuweisen, sich in kleinen Schritten zu bewegen, bis die vertikalen Kanten der Laserebenen 60 und 70 beide auf die Totbandpositionen der Endstückzellen treffen.
Die Totbandbreite der Endstückzellen kann relativ klein ausgeführt werden, eventuell, wie oben beschrieben, bis zu 0,127 mm (0,005 Zoll). In 31 rotieren die beiden Lasersender iterativ (vor und zurück), bis jeder ihrer Fächerstrahlen innerhalb der Totbandbreite der Endstückzellen auf der gegenüberliegenden Basiseinheit trifft. Dies stellt eine sehr präzise Ausrichtungsachse zwischen den zwei Basiseinheiten 20 und 30 bereit.
In 31 trifft eine vertikale Linie 1239 auf die Basiseinheit 20. In der Ausschnittansicht in 31 ist ersichtlich, dass die Bewegungsschritte der Rotation des von der Basiseinheit 30 ausgestrahlten Laserfächerstrahls immer weiter verkleinert werden können, insbesondere nachdem der Fächerstrahl beginnt, den omnidirektionalen Lichtsensor 1262 zu treffen. Sobald der Fächerstrahl den Lichtsensor 1262 trifft, können die Feinpositionierungslichtsensoren (z. B. Nullposition-Endstückzellen-Lichtsensoren) die Positionsbefehle hinsichtlich der Richtung, in die sie ihre Lasersender rotieren sollte, für die Basiseinheit 30 übernehmen. Wie oben erwähnt, können diese Befehle in immer kleineren Positionierungsschritten gemacht werden und wenn das Ziel überschritten wird, kann die Rotationsrichtung von der des Pfeils 1238 umgekehrt werden, bis die Totbandbreite der Endstückzellen getroffen wird. Sobald dies der Fall ist, sollten sich beide von den Basiseinheiten 20 und 30 ausgestrahlten Fächerstrahlen in derselben Ausrichtungsebene befinden und eine Ausrichtungsachse 1240 sollte, wie in 32 gezeigt, festgelegt worden sein.
Genauer gesagt werden die Positionierungsbefehle, die an und von die/den Basiseinheiten 20 und 30 gesendet werden, wahrscheinlich durch die Fernbedieneinheit 40 gesendet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Basiseinheiten direkt miteinander kommunizieren, falls diese Option durch den Entwickler der Ausrüstung ausgewählt wurde. Eine weitere Option ist, dass der Benutzer die Lasersender manuell auf die gegenüberliegende Basiseinheit zielen kann und diese manuelle Betriebssituation würde, wenn dies mit ausreichender Genauigkeit geschieht, den Bedarf an einem omnidirektionalen Lichtsensor oben auf den Basiseinheiten eliminieren. Selbstverständlich würde diese letzte Option viele der guten Eigenschaften des Einsatzes einer automatischen Steuerung der Basiseinheiten eliminieren, die anderweitig von der hierin offenbarten Technologie bereitgestellt werden.
In einem bevorzugten Steuerungsmodus der Basiseinheiten würde ein typischer Betrieb die Basiseinheit 20 veranlassen, ihren Fächerstrahl zu rotieren, bis der omnidirektionale Lichtsensor 72 auf der Basiseinheit 30 diesen Fächerstrahl letztendlich empfängt. Ist dies der Fall, sendet die Basiseinheit 30 eine Nachricht an die Fernbedieneinheit 40, dass sie nun den Fächerstrahl von der Basiseinheit 20 erkennt. Die Fernbedieneinheit 40 sendet schnell eine Nachricht an die Basiseinheit 20, sodass die Basiseinheit 20 die Rotation ihres Fächerstrahls beendet. An diesem Punkt wird die Feinjustierung der Null-Erkennungsanordnung (z. B. der Endstückzellen) verwendet, um die exakte relative Position des Fächerstrahls zu bestimmen, wenn er die Basiseinheit 30 trifft, und die Basiseinheit 30 sendet entsprechende Informationen durch die Fernbedienung 40 (die dann an die Basiseinheit 20 übertragen werden), welche die Basiseinheit 20 anweisen, in welche Richtung sie ihren Laserfächerstrahl rotieren sollte. Letztendlich erreicht der von der Basiseinheit 20 ausgestrahlte Fächerstrahl die Nullposition auf der Basiseinheit 30 und wenn dieser Fall eintritt, wird ein Befehl (üblicherweise ausgehend von der Basiseinheit 30) an die Basiseinheit 20 gesendet, der sie anweist, die Bewegung ihres rotierbaren Lasersenders zu beenden, und ihr Fächerstrahl wird dann direkt auf die Totbandbreite des Nullposition-Sensors der Basiseinheit 30 gerichtet.
Es ist zu beachten, dass ein sehr präziser omnidirektionaler Achsensensor entwickelt werden könnte, der den Bedarf an der Endstückzellen-Anordnung eliminieren könnte. Dies würde jedoch einen relativ präzisen omnidirektionalen Sensor erfordern, wobei die charakteristische Reaktionskurve eine relativ starke Signalveränderung gegenüber dem Einfallswinkel des Laserlichtstahls aufweisen müsste, wenn er den Sensor selbst trifft. Einige Signalverarbeitungen könnten außerdem nützlich sein, um die allgemeinen Eigenschaften eines derartigen omnidirektionalen Sensors für diese Zwecke zu verbessern. Es versteht sich, dass ein bestimmtes Maß an Feinausrichtung erforderlich ist, um die Achse zwischen den zwei Basiseinheiten 20 und 30 festzulegen. Andernfalls werden die Ergebnisse am Einsatzort verschlechtert.
Mit Bezugnahme auf 33 verwendet der menschliche Benutzer 45 erneut eine Fernbedieneinheit 40 und zwei Basiseinheiten 20 und 30. In dieser Abbildung wurde die Ausrichtungsachse zwischen den beiden Basiseinheiten bereits festgelegt. Es gibt zwei gemessene Punkte, sogenannte „Vermessungspunkte“, die auf dem Plan bekannt sind, die auf dem virtuellen Grundriss der Fernbedieneinheit jedoch noch nicht bekannt sind. Diese gemessenen Punkte sind in 33 unter 1252 und 1262 für Vermessungspunkt 1 (B1) und Vermessungspunkt 2 (B2) gekennzeichnet.
Mit Bezugnahme auf 34 sind beide Basiseinheiten auf den ersten Vermessungspunkt unter Punkt 1252 gerichtet. Der von der Basiseinheit 20 ausgestrahlte Fächerstrahl weist eine obere Kante unter 1222 und eine untere Kante unter 1224 auf. Diese zwei Kanten werden an den Linien 1226 bzw. 1228 vom Boden und der Decke geschnitten. Wie in 34 ersichtlich ist, schneidet die Laserlinie 1228 den gemessenen Punkt Vermessungspunkt 1 unter 1252.
Der durch die Basiseinheit 30 ausgestrahlte Fächerstrahl weist eine obere Kante unter 1232 und eine untere Kante unter 1234 auf. Er erzeugt unter 1236 bzw. 1238 Lichtlinien entlang der Decke und des Bodens. Wie in 34 ersichtlich ist, schneidet die Lichtlinie 1224 den Vermessungspunkt 1 (unter 1252) und erzeugt dadurch ein „X“ aus Laserlichtlinien, die sich am Vermessungspunkt 1 schneiden. Zusätzlich besteht eine vertikale Schnittlinie an Laserlicht unter 1250, die durch die zwei Laserebenen von den zwei Fächerstrahlen erzeugt wird. Wenn ein Stück Papier (oder ein anderes festes Objekt) in einer Position gehalten wird, um durch die Linie 1250 geschnitten zu werden, würde die X-Form der zwei Fächerstrahlen auf diesem Blatt Papier sichtbar werden, um einen Punkt entlang der virtuellen Läserlichtlinie anzuzeigen.
Mit Bezugnahme auf 35 wurden die beiden Basiseinheiten auf den zweiten Vermessungspunkt unter Punkt 1262 gerichtet. Der durch die Basiseinheit 20 ausgestrahlte Fächerstrahl weist erneut eine obere Kante unter 1222 und eine untere Kante unter 1224 auf, mit einer Deckenlinie unter 1226 und einer Bodenlinie unter 1228, welche die Position des Vermessungspunktes 2 an Punkt 1262 schneidet. Der von der Basiseinheit 30 ausgestrahlte Fächerstrahl weist erneut eine obere Kante unter 1232 und eine untere Kante (die in dieser Ansicht nicht sichtbar ist) auf, mit einer oberen Deckenlaserlichtlinie unter 1236 und einer unteren Bodenlaserlichtlinie unter 1238, die beide in Punkt 1262 die Position des Vermessungspunktes 2 schneiden. Demnach schneidet sich am Vermessungspunkt 2 ein X-förmiges Paar an Laserlinien. Es gibt erneut eine schneidende vertikale Linie an Laserlicht unter 1270, die sich oberhalb der Position des Vermessungspunktes 2 befindet. Ein Blatt Papier oder ein anderes festes Objekt, dass in dieser Position gehalten wird, um die Lichtlinie 1270 zu schneiden, würde den X-förmigen Schnittpunkt widerspiegeln.
Nachdem die Prozedur aus 34 und 35 durchgeführt wurde, werden die Azimutwinkel an jeder Basiseinheit aufgezeichnet, was leicht an einem Monitor (oder einer Fernbedieneinheit) 40 durchgeführt werden kann.
Sobald die Winkel in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet wurden, werden die zwei Vermessungspunktkoordinaten außerdem in den Monitor eingegeben. Wenn die Koordinaten bekannt sind, kann die Fernbedieneinheit den Abstand D1 (dargestellt in 35) berechnen, bei dem es sich um den Abstand zwischen den zwei Vermessungspunktpositionen handelt. Sobald diese Informationen der Fernbedieneinheit bekannt sind, können die virtuellen Positionen der zwei Basiseinheiten berechnet werden und anschließend können alle Informationen skaliert werden.
Wenn nur der Abstand D1 bekannt ist, jedoch nicht die tatsächlichen Koordinatenpositionen der zwei Vermessungspunkte, könnten als nachstehend ausführlicher beschriebene Alternative alle Informationen hinsichtlich der Positionen der Basiseinheiten, einschließlich der Ausrichtungsachse, einfach skaliert werden, wenn die Azimutwinkel der zwei Vermessungspunkte (mitsamt dem physischen Abstand dazwischen) bekannt sind.
ROUTINE ZUM ERZEUGEN VON VERMESSUNGSPUNKTEN
Mit Bezugnahme auf 36. ist ein anderes Verfahren zum Einrichten an einem Einsatzort dargestellt, beginnend damit, dass der Benutzer 45 zwei Basiseinheiten 20 und 30 auf der Bodenoberfläche 1212 des Zimmers platziert (siehe Schritt 1500 des Ablaufdiagramms aus 51). In dieser neuen Methode liegen noch keine festgelegten Vermessungspunkte und kein virtueller Grundriss in der Fernbedieneinheit 40 vor. Nach der Positionierung der Basiseinheiten an beliebigen gewünschten Standorten auf dem Boden 1212 führt der Benutzer die erforderlichen Schritte durch, um die Ausrichtungsachse zwischen den zwei Basiseinheiten festzulegen, wie oben in Verbindung mit 28-32 beschrieben (siehe Schritt 1502).
Da es keine bereits festgelegten Vermessungspunkte an diesem Einsatzort gibt, jedoch ein tatsächliches Zimmer mit Wänden und Ecken vorliegt, ist der Benutzer nun in der Lage, unter Verwendung der bestehenden physischen Eigenschaften auf dem Monitor oder der Fernbedieneinheit 40 einen virtuellen Grundriss zu erstellen. Zum Beispiel können die bestehenden Ecken des Zimmers für diesen Zweck verwendet werden.
Der nächste Schritt dieser Methode wird also sein, beide Basiseinheiten 20 und 30 auf eine der Ecken zu richten (siehe Schritt 1504). In 36 sind beide Basiseinheiten auf die Ecke 1282 gezielt und die von beiden Basiseinheiten ausgestrahlten Fächerstrahlen scheinen entlang einer vertikalen Linie 1280 direkt auf die Ecke selbst. Ferner wird die untere Kante des von der Basiseinheit 20 ausgestrahlten Fächerstrahls entlang der Bodenoberfläche direkt auf die Ecke gezielt; dieser Fächerstrahl zeigt eine sichtbare Lichtlinie 1228, die den Eckpunkt 1282 schneidet. Der von der Basiseinheit 30 ausgestrahlte Fächerstrahl weist auf ähnliche Weise eine sichtbare Laserlichtlinie 1238 auf, die entlang der Bodenoberfläche 1212 verläuft und ebenfalls denselben Punkt 1282 schneidet. Falls gewünscht, kann der Fächerstrahl einer der Basiseinheiten ausgeschaltet werden, während die andere Basiseinheit ausgerichtet wird, um jeden der einzelnen Fächerstrahlen jeder der Basiseinheiten genauer ausrichten zu können.
Sobald beide Basiseinheiten richtig auf den Eckpunkt 1282 gezielt sind, werden die Azimutwinkel auf der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet (siehe Schritt 1506). Falls gewünscht, kann diese Ecke der Ursprung (mit den Koordinaten 0,0) für den virtuellen Grundriss werden, der nun auf der Fernbedieneinheit 40 eingerichtet wird. Es versteht sich, dass, falls gewünscht, andere Koordinaten für diesen Punkt eingegeben werden könnten. Der Eckpunkt 1282 wird somit zu einem ersten Vermessungspunkt für diesen virtuellen Grundriss. Dabei handelt es sich nicht direkt um einen „vermessenen Punkt“, wie man ihn üblicherweise auf einem Bauplan erwarten würde, sondern tatsächlich ist es ein physischer Punkt, der verwendet werden kann, um einen virtuellen Grundriss in der Fernbedieneinheit 40 zu erstellen.
Mit Bezugnahme auf 37 werden die zwei Basiseinheiten nun auf einen anderen Punkt gerichtet (siehe Schritt 1510) und in diesem Fall handelt es sich um einen anderen Eckpunkt unter 1292. Dies geschieht durch direktes Zielen der Fächerstrahlen beider Basiseinheiten 20 und 30 auf den Eckpunkt 1292 und dies sollte durch eine vertikale Lichtlinie 1230, die direkt entlang der Ecke über den Eckpunkt 1292 läuft, sichtbar werden. Beide Lasersender auf den Basiseinheiten sollten einen Fächerstrahl ausstrahlen, der entlang des Bodens eine sichtbare Lichtlinie erzeugt; für die Basiseinheit 20 ist dies die Laserlichtlinie 1228, die den Eckpunkt 1292 direkt schneidet; für die Basiseinheit 30 ist dies die Laserlichtlinie 1238, die den Eckpunkt 1292 ebenfalls direkt schneidet.
Sobald beide Basiseinheiten direkt auf den Eckpunkt 1292 gezielt sind, werden die Azimutwinkel in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet (siehe Schritt 1512) und diese können verwendet werden, um den zweiten Vermessungspunkt zu berechnen. Falls gewünscht, kann dieser zum Ursprung des virtuellen Grundrisses werden, es sei denn, die vorherige Ecke (der Eckpunkt 1282 aus 36) wurde bereits als Ursprung festgelegt.
Da nun zwei Vermessungspunkte bekannt sind, für die die Azimutwinkel für beide Basiseinheiten bekannt sind, wird eine andere Information gewünscht, bei der es sich um den tatsächlichen Abstand zwischen den zwei Eckpunkten 1282 und 1292 handelt (siehe Schritt 1520). Sobald der tatsächliche Abstand zwischen den zwei neuen Vermessungspunkten bekannt ist (er muss unter Umständen genau gemessen werden), kann der virtuelle Grundriss auf der Fernbedieneinheit auf die tatsächlichen Abmessungen des Zimmers skaliert werden (siehe Schritt 1522) und der virtuelle Grundriss kann für die Einrichtung von Punkten von Interessen irgendwo im Zimmer verwendet werden und ihre tatsächlichen Abstände und physischen Positionen werden im Verhältnis zu den Vermessungspunkten bekannt sein. Es versteht sich, dass jeder beliebige der „Schenkel“ als Abstand gemessen werden könnte, um die echten Abmessungen des Zimmers im Verhältnis zum virtuellen Grundriss festzulegen. Zum Beispiel könnte der tatsächliche Abstand zwischen der Basiseinheit 20 und dem Eckpunkt 1292 gemessen werden und der tatsächliche Abstand zwischen der Basiseinheit 20 und dem anderen Eckpunkt 1282 könnte gemessen werden oder der tatsächliche Abstand zwischen der anderen Basiseinheit 30 und dem Eckpunkt 1292 könnte gemessen werden. Sobald ein Satz dieser Messungen bestimmt wurde, können basierend auf den Azimutwinkelinformationen andere Abmessungen im Zimmer festgelegt werden.
ROUTINE ZUM ABTASTEN EINES ZIMMERS, UM SEINEN UMFANG ZU FINDEN
Mit Bezugnahme auf 38 ist eine neue Methode zum Erzeugen eines virtuellen Grundrisses in einem ausgebauten, bestehenden Raum offenbart, für den der Einsatzortbenutzer jedoch anfangs keinen Bauplan und keinen virtuellen Grundriss hat. 38 ist erneut aus der Perspektive des Benutzers gesehen und zeigt den Benutzer in einem Zimmer mit einer Decke unter 1210, einer Bodenoberfläche unter 1212, einer linken Wand 1214, einer Vorderwand 1216 und einer rechten Wand 1218. Eine Basiseinheit mit verbesserten Fähigkeiten, allgemein gekennzeichnet durch die Referenzziffer 1020, ist auf der Bodenoberfläche 1212 platziert (siehe Schritt 1530 des Ablaufdiagramms aus 52) und wird in einen automatischen Modus gestellt, in dem sie beginnt, unter Verwendung ihrer Abstandsmessungsvorrichtung erhabene (z. B. vertikale) Oberflächen des Raumes abzutasten. Diese Basiseinheit 1020 beinhaltet die Komponenten, die in 25 dargestellt sind, einschließlich eines Abstandsmessers 1228. In einem bevorzugten Modus dieser Technologie wird eine Basiseinheit der in 27 unter Referenzziffer 1100 dargestellten Art als in 38 dargestellte Basiseinheit 1020 verwendet. Mit anderen Worten wird eine Laserabstandsmessungsvorrichtung 1028 (oder eventuell eine andere Art Abstandsmessungsvorrichtung) für das Abtastungsverfahren verwendet.
Es versteht sich, dass die Bezeichnungen „Wand“, „vertikale Oberfläche“ und „erhabene Oberfläche“ im Zusammenhang der abzutastenden oder anderweitig „zu messenden“ oder „zu ortenden“ Strukturen bei der Verwendung der Ausrüstung oder Methoden der hierin offenbarten Technologie alle eine ähnliche Bedeutung haben. Die Bezeichnung „Raum“ bezieht sich häufig auf ein Zimmer, dieses Zimmer muss jedoch nicht unbedingt ein Dach oder eine Decke aufweisen - insbesondere wenn sich das Zimmer noch im Bau befindet. Außerdem muss das Zimmer nicht vier ganze Wände aufweisen; mit anderen Worten, es kann auch nur drei Wände aufweisen und einen großen offenen Bereich, in dem eines Tages eine Wand gebaut werden kann oder der vielleicht für immer offen bleibt und in diesem Fall würde das Zimmer (oder der „Raum“) nie vollständig geschlossen werden. Die abzutastenden, zu messenden oder zu ortenden Wände müssen nicht über ihre gesamte Oberfläche hinweg genau vertikal sein oder sie müssen keine „vollständigen“ Strukturen sein, die vollständig von einer Bodenoberfläche zu einer Deckenoberfläche reichen - dennoch werden sie hierin als „Wände“ bezeichnet Das einzige, was für die Verwendung mit der hierin offenbarten Technologie erforderlich ist, um eine „Wand“ zu sein, ist, dass die „Wand“ eine im Wesentlichen flache Struktur ist und dass sie sich (üblicherweise in einer vertikalen Richtung) weg von einer Bodenoberfläche erstreckt. Für die meisten Anwendungen muss die „Wand“ eine Struktur sein, die leicht vom Benutzer unterschieden werden kann; ansonsten würde die „Wand“ lediglich als „Bodenwelle“ erscheinen und wäre somit für keinen Zweck besonders hilfreich. Selbstverständlich könnte sogar eine „Bodenwelle“ in irgendeiner Weise hervorgehoben werden, zum Beispiel mit visuellen Zeichen, wie einem Reflektor oder einem reflektierenden Band oder einem aktiven elektronischen Gerät, das ein Signal ausgibt, wenn es Energie, wie Laserlichtstrahlen, empfängt.
Nachdem der Benutzer 45 die Basiseinheit 1020 anweist, ihre automatische Prozedur zu beginnen, beginnt die Abstandsmessungsvorrichtung (DMD) damit, durch eine horizontale Ebene zu rotieren und zeichnet an verschiedenen Standorten in einer Drehrichtung entlang dieser horizontalen Ebene Abstände und Azimutwinkel auf (siehe Schritt 1532). In 38 sind diese mehreren Abtastungen allgemein durch die Referenzziffer 1300 gekennzeichnet, die einen separaten Laserlichtstrahl in verschiedenen Winkelschritten entlang der Wände des Zimmers auf der Höhe der Laserabstandsmessungsvorrichtung zeigt, wobei die Basiseinheit 1020 auf der Bodenoberfläche 1212 liegt. Während der Abtastung treffen zwei der Laserlichtlinien (in dieser Ansicht) auf die zwei Ecken des Zimmers und diese zwei Laserlichtlinien sind durch die Referenzziffern 1302 und 1304 gekennzeichnet. Die Abstandsmessungsvorrichtung kann bestimmen, wo die Ecken liegen (d. h. an den Laserlichtlinien 1302 und 1304), da der gemessene Abstand zu und von diesen Ecken größer sein wird als die vorab und anschließend während der Winkelrotation des Laserabstandsmessers von der Abstandsmessungsvorrichtung gemessenen Abstände (siehe Schritt 1534). All diese Informationen werden automatisch an die Fernbedieneinheit 40 kommuniziert und auf dieser Fernbedieneinheit wird mit dem Aufbau eines virtuellen Grundrisses des Zimmers begonnen und dies kann, falls gewünscht, angezeigt werden.
Am Ende der Abtastungsprozedur, bei der die Abstandsmessungsvorrichtung durch die gesamten 360 Grad der horizontalen Ebene innerhalb des Bereichs des Zimmers rotiert werden kann, werden alle Ecken durch sowohl ihre Abstände und ihre Azimutwinkel im Verhältnis zum Standort der Basiseinheit 1020 identifiziert worden sein. Der Benutzer 45 muss selbstverständlich auf seinen eigenen Standort im Zimmer achten, während diese Prozedur durchgeführt wird, und muss den während der Prozedur vom Abstandsmessungsvorrichtung ausgestrahlten Laserlichtstrahlen aus dem Weg gehen.
Sobald alle der Azimutwinkel und Abstände in der Fernbedieneinheit 40 zusammengetragen wurden, sollte das gesamte Zimmer virtuell konstruiert werden, einschließlich aller Wände und aller Ecken. Der genaue Standort der Ecken muss abhängig von der Auflösung all dieser Messungen unter Umständen von Datenpunkten abgeleitet werden, die sich sehr nah an den Ecken befinden, jedoch nicht am genauen Standort der Ecken. Die physischen Ecken selbst müssen nicht unbedingt genau gerade oder spitz sein und dies kann ebenfalls ein Grund sein, warum die Eckenstandorte von diesen Daten abgeleitet werden müssen. Alle Azimutwinkel und Abstände müssen in den Monitor 40 geladen werden und dessen Softwareprogramm wird verwendet, um den virtuellen Grundriss zu erstellen (siehe Schritt 1536).
Das Ziel ist, basierend auf diesen Informationen zwei Vermessungspunktpositionen festzulegen. Auf gewisse Weise ähnelt diese Prozedur stark der oben mit Bezugnahme auf 36 und 37 beschriebenen Prozedur, abgesehen davon, dass kein „manuelles“ Zielen der Basiseinheiten nötig ist, wenn die Basiseinheit 1020 mit verbesserten Fähigkeiten verwendet wird (die eine integrierte Abstandsmessungsvorrichtung aufweist). Auf diese Weise kann das in 38 beschriebene System verwendet werden, um ohne manuelles Zielen des Fächerstrahls des Lasersenders 22 auf die Basiseinheit automatisch zwei Vermessungspunkte festzulegen.
Optional kann;die Basiseinheit 1020 in eine der Ecken geschwenkt und ihr Fächerlaserstrahl zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet werden. Dies ermöglicht es dem Benutzer, eine visuelle Inspektion durchzuführen, um die Genauigkeit des Zielens des Laserabstandsmessers (des DMD) zu überprüfen und dies kann, falls gewünscht, für alle Ecken durchgeführt werden. Dieses optionale Einschalten des Fächerstrahls könnte während der automatischen Abtastungsprozedur durchgeführt werden, während die Abstandsmessungsvorrichtung durch ihre 360 Grad-Bahn geschwenkt wird oder nachdem der erste virtuelle Grundriss auf dem Monitor (der Fernbedieneinheit 40) festgelegt wurde. Die Basiseinheit könnte angewiesen werden, auf eine beliebige der Ecken zu zielen und dann ihren Fächerstrahl einzuschalten, sodass der Benutzer die visuelle Inspektion durchführen und die Genauigkeit des Zielens zu diesem Zeitpunkt durchführen kann.
Eine zweite Basiseinheit 1030 mit ähnlichen verbesserten Fähigkeiten wie die Basiseinheit 1020 wird auf dem Boden 1212 platziert (siehe Schritt 1540). Sobald sie im Zimmer platziert wurde, könnte sie optional unter Verwendung der Abstandsmessungsvorrichtung ihre automatische Abtastungsprozedur durchführen oder sie könnte verwendet werden, um gemäß den oben beschriebenen Methoden eine Ausrichtungsachse mit der ersten Basiseinheit 1020 zu erzeugen. Sobald die Ausrichtungsachse erzeugt wurde, können, in Kombination mit dem durch die erste Basiseinheit 1020 erstellten virtuellen Grundriss, leicht Vermessungspunkte erstellt werden (siehe Schritt 1542) und anschließend können andere Punkte von Interesse abgetastet und geortet werden. Das gesamte Zimmer kann je nach Wunsch skaliert und vermessen werden (siehe Schritt 1544).
ROUTINE ZUM RECHTWINKLIGEN AUSRICHTEN EINER VERTIKALEN EBENE ZU EINER WAND
Mit Bezugnahme auf 39 steht erneut ein Benutzer 45 in einem ausgebauten Raum, der eine Deckenoberfläche 1210, eine Bodenoberfläche 1212, eine linke Wand 1214, eine Vorderwand 1216 und eine rechte Wand 1218 aufweist. Der Benutzer verwendet eine der Basiseinheiten mit verbesserten Fähigkeiten, die allgemein durch die Referenzziffer 1020 gekennzeichnet ist und die in der Nähe ihrer Spitze mit einer Abstandsmessungsvorrichtung ausgestattet ist (siehe Schritt 1550 des Ablaufdiagramms aus 53). Dabei handelt es sich um die gleiche Art Basiseinheit, wie in 25 und 27 dargestellt, und in einem bevorzugten Modus der hierin offenbarten Technologie ist das Abstandsmessungsvorrichtung ein Laserabstandsmesser, wie die in 27 dargestellte Vorrichtung 1028. In dieser Konfigurierung strahlt die Laserabstandsmessungsvorrichtung entlang derselben Ebene wie der Fächerstrahl 178, der von derselben rotierenden Plattform 152 ausgestrahlt wird, einen Lichtstrahl 1194 aus.
Unter Verwendung der Fernbedieneinheit 40 als Befehls- und Überwachungsgerät weist der Benutzer die Basiseinheit 1020 an, anhand des Laserabstandsmessers entlang der Wand 1218 eine Abtastung durchzuführen, was in 39 durch die beispielhaften Laserlichtlinien 1310, 1312 und 1314 dargestellt ist. Der Fächerstrahl, der eine obere Kantenlinie unter 1322, eine untere Kantenlinie unter 1324 ausstrahlt, kann ebenfalls eingeschaltet sein, wodurch Linien entlang der Decke unter 1326 und entlang des Bodens unter 1328 erzeugt werden. Während die rotierende Plattform 152 rotiert, strahlt die Basiseinheit 1020 in mehreren Winkelpositionen Laserlichtlinien aus; die Laserlichtlinie 1312 ist lotrecht zu der Wandoberfläche 1218. Die durch den Laserabstandsmesser erzeugten Laserlichtlinien verlaufen abhängig von der Höhe der Basiseinheit 1020 mehrere Zoll über der Bodenoberfläche.
Mit Bezugnahme auf 40 ist nun ersichtlich, dass die Laserlichtlinie 1310 im Verhältnis zu einer angenommenen lotrechten Linie 1312 in einem Winkel 1357 liegt und die Laserlinie 1314 liegt im Verhältnis zu dieser angenommenen lotrechten Linie 1312 ebenfalls in einem Winkel 1358.
Wenn die Basiseinheit 1020 mit der Abtastung der Wandoberfläche 1218 beginnt, ist nicht genau bekannt, welche der Laserlichtlinien die lotrechte Linie sein wird, also tastet die rotierende Plattform auf der Basiseinheit sowohl links als auch rechts ab, was in 40 zunächst gegen den Uhrzeigersinn und dann im Uhrzeigersinn passiert (von oben gesehen), sodass der Großteil der Wandoberfläche 1218 von der Abstandsmessungsvorrichtung abgetastet wird (siehe Schritt 1552).
Wenn der Laserabstandsmesser den tatsächlichen physischen Abstand zwischen der Basiseinheit 1220 und den verschiedenen Punkten entlang der Wandoberfläche 1218 bestimmt, wird in jeder Abtastungsposition auch der zugehörige Azimutwinkel aufgezeichnet und all diese Informationen können auf der Fernbedieneinheit 40 gespeichert werden, nachdem sie von der Basiseinheit 1020 übertragen wurden. Der zum kürzesten durch den Laserabstandsmesser gefundenen Abstand zugehörige Azimutwinkel ist die Linie 1312, und diese wird zu der wichtigen lotrechten Linie. Der Punkt entlang der Wandoberfläche 1218, an dem die Laserlichtlinie 1312 die Wandoberfläche schneidet, ist durch die Referenzziffer 1352 gekennzeichnet.
Da die Winkelverschiebung von oben gesehen (siehe 40) in der Nähe des lotrechten Punktes 1352 stark variieren kann, während die tatsächliche Differenz im Abstand zwischen der Basiseinheit 1020 und der Wandoberfläche 1218 nur gering variiert, kann es für den Benutzer 45 schwierig sein, zu bestimmen, welche genaue Winkelposition zu der lotrechten Linie 1312 gehört. Dies steht im Zusammenhang mit der Sinusfunktion, während versucht wird, die Veränderung der Steigung der Sinuskurve zu messen, wenn der Winkel null Grad entspricht oder sich null Grad nähert. Wie allseits bekannt ist, ist die Ableitung einer Sinuskurve die Cosinusfunktion, die einen Wert nahe null aufweist, wenn der Winkel sich null Grad annähert. Demnach kann die Anwendung der vorliegenden Technologie verbessert werden, indem eine bevorzugte, im direkt nachfolgenden Absatz beschriebene Technologie verwendet wird.
Eine andere Art, die korrekte Winkelposition der lotrechten Linie zu bestimmen, kann automatisiert sein, oder der Benutzer kann manuell einen Ausgangswinkel erstellen, um die Prozedur zu beginnen. Wie durch die gekrümmten Pfeile in 40 dargestellt, kann die Basiseinheit 1020 zu der Linie 1310 geschwenkt sein und der Abstand kann an diesem Punkt zwischen der Basiseinheit und der Wandoberfläche 1218 (an Punkt 1354) gemessen werden. Die Basiseinheit kann dann gegen den Uhrzeigersinn in die Position entlang der Linie 1314 geschwenkt werden (wie in 40 von oben gesehen) und der Abstand kann zwischen der Basiseinheit und der Wandoberfläche (d. h. an Punkt 1356) gemessen werden. Die Azimutwinkel werden an beiden dieser Messstandorte aufgezeichnet. Der Winkel zwischen der lotrechten Linie 1312 und der Linie 1310 ist der festgelegte Winkel 1357. Der Winkel zwischen der lotrechten Linie 1312 und der anderen Linie 1314 ist der festgelegte Winkel 1358.
Die bevorzugte Prozedur ist das manuelle Überprüfen des Wertes für den Winkel 1357, damit die Lichtlinie 1310 mit einem Abstand vom Punkt 1352 gezielt wird, aber immer noch die Seitenwand 1218 trifft und nicht über die Ecke hinausreicht (was dazu führen würde, dass die Abstandsmessungsvorrichtung auf die Wandoberfläche 1216 zielt). Der Abstand der Linie 1310 wird nun durch die Abstandsmessungsvorrichtung gemessen. Dann wird entweder durch automatische oder manuelle Steuerung veranlasst, dass die Basiseinheit 1020 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, sodass sie auf den Punkt zielt, an dem der Winkel 1358 denselben Winkelwert aufweist wie der Winkel 1357. Nun wird der Abstand der Linie 1314 gemessen. Falls der Abstand des Liniensegmentes 1314 zufällig genau dem Abstand des Liniensegmentes 1310 entspricht, halbiert die korrekte Winkelposition der lotrechten Linie 1312 genau die addierten Werte der Winkel 1357 plus 1358. Dies wird mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit so gut wie nie vorkommen (wenigstens nicht mit ausreichender Genauigkeit).
Sobald der Abstand 1314 im Verhältnis zum Abstand 1310 bekannt ist, kann die Basiseinheit 1020 angewiesen werden, entweder nach links oder rechts zu schwenken, bis sie einen Abstand entlang der Linie 1314 findet, der genau dem Abstand 1310 entspricht (wenigstens innerhalb der Genauigkeit der Laserabstandsmessungsvorrichtung). Sobald diese Position gefunden wurde, ist der korrekte Wert des Winkels 1358 bekannt und die addierten Werte der Winkel 1357 plus 1358 ermöglichen es der Basiseinheit 1020, sich in eine Position zu bewegen, welche die zwei Linien 1310 und 1314 genau halbiert (siehe Schritt 1554). Diese Winkelposition ist der korrekte Azimutwinkel der Basiseinheit und sobald sie in diese Winkelposition geschwenkt wurde, wird sie auf einen im Wesentlichen lotrechten Punkt auf der Wand 1218 gerichtet, bei dem es sich um den Punkt 1352 handelt. Dadurch wird die korrekte lotrechte Linie 1312 bestimmt.
Sobald der genaue Punkt von 1352 bestimmt wurde, kann der Fächerstrahl eingeschaltet werden, was eine vertikale Linie 1350 entlang der Wand 1218 erzeugt (siehe 39) und das untere Ende der vertikalen Linie 1350 schneidet den Boden 1212 und es gibt außerdem eine horizontale sichtbare Laserlichtlinie 1328, die genau zu diesem Schnittpunkt läuft (siehe Schritt 1560). Dabei handelt es sich um eine horizontale Ecke mit 90 Grad zwischen der Wand 1218 und dem Boden 1212. Dieser Punkt kann als Position für eine Kreidelinie entlang der lotrechten Linie 1312 zwischen dem Punkt 1352 und der Basiseinheitsposition verwendet werden. Der Benutzer kann nun ganz einfach diese Kreidelinie erzeugen (siehe Schritt 1562) und dies ist insbesondere über größere Abstände (mehrere Fuß oder mehrere Meter) hinweg sehr hilfreich. Sobald diese Kreidelinie erzeugt wurde, kann dieselbe Prozedur mit derselben Ausrüstung verwendet werden, um mehrere andere parallele Kreidelinien entlang derselben Wand zu zeichnen (siehe Schritt 1564). Alternativ können an mehreren Standorten entlang der Linie 1312, einschließlich Standorten, mit größerem Abstand von der Wand 1218, andere parallele Kreidelinien durch Versetzen von dieser Ausgangslinie erzeugt werden. Falls es sich um ein großes Zimmer handelt, könnte die Länge der Linie 1312 zum Beispiel über 30 m (100 Fuß) betragen und es wäre sehr einfach, einen von der Wand 1218, die parallel zu der Kreidelinie 1312 liegt, entfernten Endpunkt zu messen, um eine oder mehrere parallele Kreidelinie(n) auf derselben Bodenoberfläche 1212 zu erzeugen. Der alternative Ansatz besteht darin, die Basiseinheit 1020 an einem anderen Standort im Zimmer entlang der Wand 1218 zu verwenden und dieselbe oben beschriebene Prozedur kann verwendet werden, um andere im Verhältnis zu der Wandoberfläche 1218 lotrechte Linien zu erzeugen.
Eine weitere mögliche Verwendung der Basiseinheit 1020 ist, sie an einem Punkt auf der Bodenoberfläche 1212 zu positionieren und den Fächerstrahl direkt auf einen Punkt irgendwo auf einer der Wandoberflächen zu richten. Dieser Punkt könnte ein nicht vermessener Punkt sein, aber es handelt sich dennoch um einen Punkt, der für den Benutzer von Interesse ist. Wenn der Benutzer zum Beispiel bereits eine Position entlang der Wandoberfläche 1218 geortet hat, an der eine elektrische Steckdose in der Nähe des Bodens (zum Beispiel in der Nähe der Stelle, an der entlang der Wandoberfläche 1218 in 39 „90 Grad“ steht) montiert werden soll, könnte der Benutzer Interesse daran haben, einige Fuß oberhalb dieses Punktes einen Wandschalter zu platzieren. Durch das Ausrichten des Fächerstrahls direkt auf diese Steckdose (in der Nähe der Beschriftung „90 Grad“ in 39) erscheint unter 1350 eine vertikale Laserlichtlinie auf der Wandoberfläche. Der Benutzer könnte dann entlang der Wand nach oben einen bestimmten Abstand messen, um die Schaltplatte zu orten. Dies ist jedoch selbstverständlich lediglich ein Beispiel und der Benutzer wäre in der Lage, alles Mögliche entlang der vertikalen Linie 1350 bis hoch zur Decke zu orten; dies fungiert als Lotlinie im Verhältnis zum anfänglichen Punkt von Interesse.
ROUTINE ZUM ERZEUGEN VON VERMESSUNGSPUNKTEN ENTLANG EINER WAND
Mit Bezugnahme auf 41 befinden sich die Basiseinheiten 1020 und 1030 mit verbesserten Fähigkeiten an Standorten auf der Bodenoberfläche 1212. Nun wird eine Methode (siehe Schritt 1570 im Ablaufdiagramm aus 54) zum Einrichten jedes Senders der Basiseinheiten zum Erzeugen einer einzelnen Linie auf einer Wand und dann zum Ablesen einer Abstandsmessung von jedem Sender mit seiner Laserabstandsmessungsvorrichtung beschrieben. Die Ausgangsbedingungen für diese Methode sind ein bestehender Raum an einem Einsatzort, wobei dem Benutzer 45 jedoch kein Bauplan und außerdem kein virtueller Grundriss auf der Fernbedieneinheit 40 vorliegt. Die zwei Basiseinheiten werden verwendet, um anhand einer der oben beschriebenen Methoden (siehe Schritt 1572) eine Ausrichtungsachse zwischen sich zu erstellen, bei der es sich um die Achse 1340 handelt.
Sobald die Ausrichtungsachse 1340 festgelegt wurde, werden die beiden Basiseinheiten 1020 und 1030 so gesteuert, dass sie auf denselben Punkt (oder dieselbe Linie) auf der Wandoberfläche 1216 zeigen. Dies wird durch Einschalten der Fächerstrahlen für beide Lasersender der Basiseinheiten 1020 und 1030 erreicht, sodass beide auf denselben Punkt unter 1362 auf dem Boden zielen (siehe Schritt 1574). Von der Basiseinheit 1020 werden eine obere Kante 1322 des Fächerstrahls und eine untere Kante 1324 des Fächerstrahls ausgestrahlt und diese Fächerstrahlen verlaufen unter 1326 als eine Laserlichtlinie über die Decke und unter 1328 als eine Laserlichtlinie über den Boden. Dieser Fächerstrahl erzeugt dann eine vertikale Linie 1360, die lotrecht ist und vertikal oberhalb des Punktes 1362 auf dem Boden liegt.
Der Lasersender 30 erzeugt außerdem eine obere Kante 1332 des Fächerstrahls und eine untere Kante 1334 des Fächerstrahls, die unter 1336 Fächerstrahlenlaserlichtlinien entlang der Decke und unter 1338 entlang des Bodens erzeugen. Dieser Fächerstrahl erzeugt nach richtiger Ausrichtung ebenfalls dieselbe vertikale Linie 1360, die unter 1362 den Punkt auf dem Boden schneidet.
Der Punkt 1362 ist ein Punkt von Interesse für den Benutzer 45. Sobald beide Fächerstrahlen von den Basiseinheiten 1020 und 1030 auf den richtigen Punkt 1362 gerichtet sind, werden die Azimutwinkel beider Basiseinheiten auf der Fernbedieneinheit aufgezeichnet (siehe Schritt 1576). Zusätzlich wird die Abstandsmessungsvorrichtung verwendet, um den genauen Abstand entlang einer Laserlichtlinie 1306 zu bestimmen (angenommen, die Abstandsmessungsvorrichtung der Basiseinheit 1020 ist ein Laserabstandsmesser); die Basiseinheit 1030 ist ebenfalls in der Lage, unter Verwendung ihrer Abstandsmessungsvorrichtung einen genauen Abstand entlang einer Laserlichtlinie 1308 zu messen (angenommen, die Abstandsmessungsvorrichtung der Basiseinheit 1030 ist ein Laserabstandsmesser). Die Laserlichtlinie 1306 verläuft einige Zoll oberhalb der Fächerstrahlbodenlinie 1328 und die Laserlichtlinie 1308 verläuft einige Zoll oberhalb der Fächerstrahlbodenlinie 1338. All diese Laserlichtlinien schneiden sich entlang der vertikalen Lotlinie 1360. Wenigstens einer der Abstände der Linien 1306 und 1308 wird in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet (siehe Schritt 1578).
Der Punkt 1362 kann nun zu einem Vermessungspunkt auf dem virtuellen Grundriss werden, der in der Fernbedieneinheit 40 erzeugt wird (siehe Schritt 1580). Diesem Punkt könnten die Koordinaten 0, 0 zugewiesen werden, wodurch er zum Ursprungspunkt für diesen virtuellen Grundriss werden würde. Alternativ könnte ihm später ein anderer Koordinatenwert zugewiesen werden.
Die Ausrichtungsachseninformationen können nun verwendet werden, um den Arbeitsbereich zu skalieren. Der Abstand zwischen den zwei Basiseinheiten 1020 und 1030 wird benötigt (der wie oben beschrieben durch Festlegen der Ausrichtungsachse berechnet oder direkt durch einen der Laserabstandsmesser gemessen werden kann), der Abstand zwischen einer der Basiseinheiten und dem Punkt von Interesse wird benötigt (d. h. der Abstand entlang der Linie 1306 oder der Linie 1308) und die obengenannten Azimutwinkelinformationen werden benötigt. Wenn diese Variablen bekannt sind, können die anderen Variablen in der Geometrie des durch die Linien 1340, 1306 und 1308 erzeugten Dreiecks gelöst werden und alle Winkel und Abstände dieses Dreiecks sind somit bekannt. Wenn der Abstand 1306 gemessen wird, kann demnach der Abstand 1308 berechnet werden und der Arbeitsbereich kann skaliert werden (siehe Schritt 1582); oder, falls der Abstand 1308 gemessen wird, kann der Abstand 1306 berechnet werden und der Arbeitsbereich kann ebenfalls skaliert werden.
Sobald die Abstände und Winkelpositionen für den Punkt 1362 im Verhältnis zu beiden Basiseinheiten 1020 und 1030 aufgezeichnet wurden, können die Fächerstrahlen beider Basiseinheiten auf einen anderen Punkt im Zimmer ausgerichtet werden (siehe Schritt 1584). Zum Beispiel könnten sie beide auf die rechte Ecke (wie in 41) gerichtet werden und der Schnittpunkt dieser Ecke mit dem Boden ist ein Punkt 1364. Beide Fächerstrahlen könnten so ausgerichtet werden, dass sich ihre Fächerstrahlbodenlinien 1328 und 1338 direkt am Eckpunkt 1364 schneiden. Dadurch wird ein neuer Standort festgelegt, für den die Azimutwinkel gemessen und in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet werden können (siehe Schritt 1586). Die Abstandsmessungsvorrichtungen können dann betätigt werden und wenigstens einer der Laserlichtlinienabstände 1306 und 1308 (jetzt auf die Ecke oberhalb des Punktes 1364 gezielt) kann bestimmt werden und wenigstens einer dieser Abstände wird dann auf der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet (siehe Schritt 1588). Diese Messungen können nun verwendet werden, um einen zweiten virtuellen Vermessungspunkt am Punkt 1364 zu erzeugen (siehe Schritt 1590). Dieser Punkt könnte, falls gewünscht, als Ursprung des Grundrisses festgelegt werden.
Da die Abstände der Linien 1306 und 1308 nun im Verhältnis zu beiden Vermessungspunkten 1362 und 1364 bekannt sind, können die Abstände von diesen Punkten zu beiden Basiseinheiten 1020 und 1030 berechnet werden und der Abstand entlang der Ausrichtungsachse 1340 kann ebenfalls bestimmt werden (siehe Schritt 1572). Da die Koordinaten beider Vermessungspunkte 1362 und 1364 nun im Verhältnis zu der Ausrichtungsachse 1340 bekannt sind, kann der gesamte Arbeitsbereich nun an der Ausrichtungsachse orientiert werden. Dadurch ist es für den Benutzer einfacher, in diesem Arbeitsbereich zusätzliche Punkte von Interesse anzulegen. Nun kann jeder beliebige andere Punkt in diesem Raum angelegt und in den virtuellen Grundriss der Fernbedieneinheit 40 eingetragen werden und nach der entsprechenden Skalierung werden allen derartigen Punkten tatsächliche Abstände zugewiesen.
In einem alternativen Modus der Verwendung dieser Technologie können die zwei Basiseinheiten mit Abstandsmessungsvorrichtungen ausgestattet sein, jedoch verwendet nur eine der Basiseinheiten einen Azimutwinkelgeber. Der ursprüngliche Punkt von Interesse ist erneut 1362 in 41 und beide Fächerstrahlen der Basiseinheiten 1020 und 1030 sind auf den Punkt 1362 gerichtet. Es wird nur der Azimutwinkel einer der Basiseinheiten 1020 oder 1030 in der Fernbedieneinheit aufgezeichnet (als ein alternativer Schritt 1576). Die Abstandsmessungsvorrichtung kann verwendet werden, um den genauen Abstand entlang einer Laserlichtlinie 1306 zu bestimmen (angenommen, die Abstandsmessungsvorrichtung der Basiseinheit 1020 ist ein Laserabstandsmesser); und die Basiseinheit 1030 kann ebenfalls anhand ihrer Abstandsmessungsvorrichtung einen genauen Abstand entlang einer Laserlichtlinie 1308 messen (angenommen, die Abstandsmessungsvorrichtung der Basiseinheit 1030 ist ein Laserabstandsmesser). Die Laserlichtlinie 1306 verläuft einige Zoll über der Fächerstrahlbodenlinie 1328 und die Laserlichtlinie 1308 verläuft einige Zoll über der Fächerstrahlbodenlinie 1338. All diese Laserlichtlinien schneiden sich entlang der vertikalen Lotlinie 1360. Beide Abstände der Linien 1306 und 1308 werden in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet (siehe Schritt 1578).
Der Punkt 1362 kann nun zu einem Vermessungspunkt auf dem virtuellen Grundriss werden, der in der Fernbedieneinheit 40 erzeugt wird (siehe Schritt 1580) und die Ausrichtungsachseninformationen können nun verwendet werden, um den Arbeitsbereich zu skalieren. Der Abstand zwischen den zwei Basiseinheiten 1020 und 1030 wird benötigt, der Abstand zwischen beiden der Basiseinheiten und dem Punkt von Interesse wird benötigt (d. h. der Abstand entlang der Linie 1306 und der Linie 1308) und die obengenannten Azimutwinkelinformationen werden benötigt. Wenn diese Variablen bekannt sind, können die anderen Variablen in der Geometrie des durch die Linien 1340, 1306 und 1308 erzeugten Dreiecks gelöst werden und alle Winkel und Abstände dieses Dreiecks werden bekannt sein. Demnach kann der Arbeitsbereich skaliert werden (siehe Schritt 1582).
Sobald die Abstände und Winkelpositionen für den Punkt 1362 im Verhältnis zu beiden Basiseinheiten 1020 und 1030 aufgezeichnet wurden, können die Fächerstrahlen beider Basiseinheiten wie vorher auf einen anderen Punkt (z. B. Punkt 1364) im Zimmer gerichtet werden (siehe Schritt 1584). Dadurch wird ein neuer Standort festgelegt, für den einer der Azimutwinkel gemessen und in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet werden kann (siehe Schritt 1586). Die Abstandsmessungsvorrichtungen können dann betätigt werden und beide der Laserlichtlinienabstände 1306 und 1308 können bestimmt und in der Fernbedieneinheit 40 aufgezeichnet werden (siehe Schritt 1588). Diese Messungen können nun verwendet werden, um einen zweiten virtuellen Vermessungspunkt am Punkt 1364 zu erzeugen (siehe Schritt 1590).
Wie schon vorher sind die Abstände der Linien 1306 und 1308 nun im Verhältnis zu beiden Vermessungspunkten 1362 und 1364 bekannt, und der Abstand entlang der Ausrichtungsachse 1340 kann bestimmt werden (siehe Schritt 1572). Die Koordinaten beider Vermessungspunkte 1362 und 1364 sind im Verhältnis zu der Ausrichtungsachse 1340 bekannt und der gesamte Arbeitsbereich kann nun an der Ausrichtungsachse orientiert werden. Jeder beliebige andere Punkt in diesem Raum kann nun angelegt und in den virtuellen Grundriss der Fernbedieneinheit 40 eingetragen werden und nach der entsprechenden Skalierung werden allen derartigen Punkten tatsächliche Abstände zugewiesen.
AKTIVES ZIEL
An dieser Stelle wird unter Bezugnahme auf 42 ein weiterer Hardware-Bestandteil beschrieben. Ein neues Gerät, das hierin als ein „aktives Ziel“ bezeichnet wird und allgemein durch die Referenzziffer 1400 gekennzeichnet ist, beinhaltet einige der Hardware-Komponenten, die in einer Fernbedieneinheit 40 vorhanden sind. Zum Beispiel gibt es einen Mikroprozessor 1410 mit zugehörigem Arbeitsspeicher 1412 und Festwertspeicher 1414. Es gibt eine Eingabe-/Ausgabeschnittstellenschaltung unter 1418 und einen Adress-/Datenbus unter 1415, der Informationen zwischen dem Mikroprozessor und diesen anderen Geräten transportiert. Die I/O-Schaltung 1418 steht mit einem Kommunikationsanschluss 1402 in Kommunikation, der eine Art Sender 1403 beinhaltet, der über Kommunikationsverbindungen 1405 mit einer ersten Basiseinheit 20 und einer zweiten Basiseinheit 30 kommuniziert. Allgemein handelt es sich bei den Kommunikationsverbindungen 1405 um drahtlose Pfade, sodass das aktive Ziel 1400 nicht physisch mit anderen Geräten verbunden sein muss.
Außerdem gibt es eine Art „Start“-Schalter 1419, der mit der I/O-Schaltung 1418 in Kommunikation steht. In einem bevorzugten Modus der hierin offenbarten Technologie ist der Startschalter lediglich ein An-/Aus-Schalter und das aktive Ziel ist ein vollautomatisches Gerät, das automatisch seine ausführbare Programmierung durchläuft, sobald es aktiviert wird. In einer alternativen Ausführungsform könnte das aktive Ziel vorab aufgeladen worden sein, jedoch in einem Zustand mit niedriger Energie oder Aktivität „ruhen“, bis es aufgeweckt wird, wenn es durch das Laserlicht getroffen wird, und dann automatisch seine ausführbare Programmierung durchlaufen.
Das aktive Ziel 1400 beinhaltet außerdem einen omnidirektionalen Sensor 1408, der Laserlicht, das aus jeder beliebigen Richtung entlang einer horizontalen Ebene mit 360 Grad auf den Sensor trifft, empfangen und für dieses empfindlich sein kann. Ein Beispiel eines derartigen Sensors ist ein Stabsensor, ähnlich dem Sensor 230, wie er in 3 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um einen Stabsensor mit einer einzigen Fotozelle, wie er oben beschrieben wurde. Die Ausgabe dieses Sensors wird an eine Verstärkerstufe 1407 weitergeleitet und die Ausgabe dieser Verstärkerstufe wird an eine Demodulationsschaltung 1406 weitergeleitet. Die Ausgabe der Demodulationsschaltung wird an die I/O-Schaltung 1418 weitergeleitet, sodass der Mikroprozessor im Wesentlichen mit dem omnidirektionalen Sensor 1408 in Kommunikation stehen kann.
Es ist wünschenswert, dass der omnidirektionale Sensor mit einer gewissen erforderlichen Genauigkeit hinsichtlich des Bestimmens seiner Zentrierposition beim Empfang des Laserlichtstrahls entwickelt wird. Die Verstärkerstufe 1407 und die Modulationsschaltung 1406 müssen unter Umständen ausgesprochen empfindlich sein, da omnidirektionale Sensoren zu hohen Verlusten neigen. Es kann sein, dass eine automatische Verstärkersteuerungsschaltung (AGC) für die Verstärkerstufe 1407 erforderlich ist.
ROUTINE MIT EINEM AKTIVEN ZIEL
Mit Bezugnahme auf 43 wird nun eine Methode zur Verwendung des aktiven Ziels 1400 beschrieben. Sie beginnt damit, dass ein Benutzer 45 in einem Raum eine Fernbedieneinheit 40 hat, und es wird angenommen, dass sich auf der Fernbedieneinheit 40 kein virtueller Grundriss befindet (siehe Schritt 1600 im Ablaufdiagramm aus 55). Es gibt zwei Basiseinheiten 20 und 30 und zwischen ihnen wurde gemäß einer der oben beschriebenen Methoden (siehe Schritt 1602) eine Ausrichtungsachse 1440 festgelegt. Es gibt noch keine Vermessungspunkte und zu diesem Zweck wird das aktive Ziel eingesetzt.
Das aktive Ziel 1400 kann auf jeden beliebigen Punkt auf der Bodenoberfläche 1212 platziert werden; dabei kann es sich um jeden beliebigen Punkt handeln, der für den Benutzer von Interesse ist, und dieser Punkt kann, falls gewünscht, ein Vermessungspunkt werden. Tatsächlich ist dies einer der hilfreicheren Verwendungszwecke für den Einsatz des aktiven Ziels.
Mit Bezugnahme auf 44 wird das aktive Ziel aktiviert (siehe Schritt 1604) und dies geschieht, indem der Benutzer an das aktive Zielgerät herantritt und den „Start“-Schalter betätigt (bei dem es sich, wie oben beschrieben, um einen An-/Aus-Schalter handeln kann oder in einer alternativen Ausführungsform könnte das Ziel vorab mit Energie versorgt worden sein, jedoch in einem Zustand geringer Energie oder Aktivität „ruhen“, bis es von Laserlicht getroffen wird). Das aktive Ziel 1400 sendet nun Befehle an die zwei Basiseinheiten 20 und 30, wahrscheinlich über die Fernbedieneinheit 40. Hierbei handelt es sich um einen bevorzugten Modus, wenngleich das aktive Ziel, falls gewünscht, auch programmiert sein könnte, um direkt mit den zwei Basiseinheiten zu kommunizieren. An vielen Baustellen ist die Fernbedieneinheit 40 jedoch ein IP-Master und sie hat ihre eigene Website-Adresse, die durch das aktive Ziel gefunden werden kann und mit der es kommunizieren kann. Dies bietet einige Vorteile, die im Systemaufbau berücksichtigt werden sollten.
Es gilt zu beachten, dass die Basiseinheiten 20 und 30 für diese spezielle Methode nicht unbedingt Einheiten mit verbesserten Fähigkeiten mit einer Abstandsmessungsvorrichtung sein müssen. Selbstverständlich können derartige Einheiten mit verbesserten Fähigkeiten verwendet werden, aber die Fähigkeiten der Abstandsmessungsvorrichtung sind für diese Methode nicht erforderlich.
Mit Bezugnahme auf 45 steuert das aktive Ziel nun die Bewegungen der rotierenden Plattform der Basiseinheit 20. Der Laserfächerstrahl wurde eingeschaltet und seine obere Kantenlinie 1422 erzeugt eine oder mehrere Laserlichtlinie(n) auf der Decke und seine untere Fächerstrahlkante 1424 erzeugt Laserlichtlinien entlang der Bodenoberfläche 1212. Das aktive Ziel weist die Plattform an, (von oben gesehen) gegen den Uhrzeigersinn zu schwenken, sodass die erste Fächerstrahllaserlinie unter 1425 auf dem Boden liegt, eine spätere Position platziert das Fächerstrahllaserlicht unter 1426 und eine noch spätere Position platziert die Fächerstrahllaserlichtlinie unter 1427. Diese Linien werden aufgrund der Rotationsschwenkbewegung in die Winkelrichtung 1428 (wie in 45 dargestellt) bewegt. Wenn der Fächerstrahl entlang der Laserlichtlinie 1427 gezielt ist, schneidet er den omnidirektionalen Lichtsensor des aktiven Ziels 1400, und das aktive Ziel sendet einen Befehl, der die Basiseinheit 20 anweist, ihre Bewegung zu beenden (siehe Schritt 1610). Der Fächerstrahl verbleibt nun in dieser Position 1427. Für eine präzise Ausrichtung kann das aktive Ziel außerdem zusätzliche Mitteilungen senden, welche die rotierende Plattform der Basiseinheit 20 anweisen, vor und zurück zu schwenken, bis die Laserlichtlinie 1427 den Mittelabschnitt der omnidirektionalen Fotozelle trifft.
Mit Bezugnahme auf 46 weist das aktive Ziel 1400 nun die andere Basiseinheit 30 an, dieselbe Prozedur zu durchlaufen. Der Fächerstrahl wird eingeschaltet und seine obere Grenzkante 1432 trifft auf die Decke, während seine untere Grenze Laserlichtlinien entlang des Bodens erzeugt. Derartige Laserlichtlinien verändern ihre Position, wenn das aktive Ziel die Basiseinheit 30 anweist, ihre Plattform zu drehen, sodass sich der Fächerstrahl in Richtung des Pfeils 1438 entlang des Bodens bewegt. Eine Ausgangsposition der Laserlichtlinie entlang des Bodens wäre also unter 1435 und wenn der Winkel fortschreitet, wäre eine spätere Laserlichtlinie unter 1436 und eine noch spätere Laserlichtlinie unter 1437 zu finden. Sobald der Fächerstrahl die Position erreicht, in der er die Laserlichtlinie unter 1437 erzeugt, trifft er auf den omnidirektionalen Lichtsensor des aktiven Ziels 1400 und das aktive Ziel sendet nun einen Befehl, der die Basiseinheit 30 anweist, die Rotation ihres Fächerstrahls zu beenden (siehe Schritt 1612).
Das aktive Ziel 1400 kann nun weitere Anweisungen senden, um die Basiseinheit 30 anzuweisen, ihren Fächerstrahl vor und zurück zu schwenken, bis die Laserlichtlinie 1437 auf den omnidirektionalen Lichtsensor zentriert ist, um eine präzise Ausrichtung zu erreichen. Sobald die Fächerstrahlen beider Basiseinheiten 20 und 30 mit dem omnidirektionalen Lichtsensor des aktiven Ziels ausgerichtet sind, wurde eine in 47 dargestellte Situation erzeugt. Die zwei Fächerstrahlen kreuzen sich nun am aktiven Ziel und dies erzeugt eine vertikale Lotlinie 1442 direkt oberhalb des aktiven Zielstandorts. Falls das aktive Ziel entfernt wird, erscheint dies auf der Bodenoberfläche als „x“-förmiger Satz an Lichtlinien. Dadurch wird, falls gewünscht, ein Vermessungspunkt festgelegt. Wenn bereits ein physischer Vermessungspunkt auf der Bodenoberfläche 1212 gesehen wurde, wird das aktive Ziel nun auf einem in der Fernbedieneinheit 40 gespeicherten virtuellen Grundriss zu diesem Vermessungspunkt (siehe Schritt 1614). Da die Ausrichtungsachse 1440 zwischen den zwei Basiseinheiten 20 und 30 festgelegt wurde, ist dieser erste Vermessungspunkt nun eine verfügbare Information entlang der sich schneidenden Linien 1442. Sobald diese Information bekannt ist, kann das aktive Ziel an eine andere Position bewegt werden, um einen zweiten Vermessungspunkt zu erzeugen (siehe Schritte 1620 und 1622). Wenn für den Benutzer ein physischer Vermessungspunkt sichtbar ist, kann das aktive Ziel an diesen Punkt bewegt werden und durch Durchlaufen derselben Prozedur, wie sie oben mit Bezugnahme auf 44-46 beschrieben wurde, wird dieser zweite Vermessungspunkt automatisch für den in der Fernbedieneinheit 40 gespeicherten virtuellen Grundriss bekannt. Zusätzlich liegt, sobald das aktive Ziel entfernt wird, an der zweiten Vermessungspunktposition ein Schnittpunkt der Laserlichtlinien 1427 und 1437 vor. Sobald all diese Informationen festgelegt wurden, kann das gesamte Zimmer oder der gesamte Raum skaliert werden und beliebige Punkte von Interesse im Zimmer können vermessen und/oder angelegt werden (siehe Schritt 1624).
Es versteht sich, dass ein zweites aktives Ziel auf derselben Bodenoberfläche verwendet werden könnte und tatsächlich könnte es an einer zweiten Vermessungspunktposition platziert werden, während das erste aktive Ziel an der ersten Vermessungspunktposition platziert ist. In einem bevorzugten Betriebsmodus würde das zweite aktive Ziel erst aktiviert werden, wenn das erste aktive Ziel mit dem Festlegen seiner Position mit den zwei Basiseinheiten fertig ist. Es gilt außerdem zu beachten, dass es sich bei den Fächerstrahlen der Basiseinheiten wahrscheinlich um moduliertes Laserlicht handelt, sodass sie am omnidirektionalen Lichtsensor des aktiven Ziels leicht vom Umgebungslicht unterschieden werden können. Es könnte außerdem hilfreich sein, wenn die beiden Basiseinheiten jeweils eine andere Modulationsfrequenz für ihre jeweiligen Fächerstrahlen verwenden würden. Wenn beide aktiven Ziele gleichzeitig aktiviert werden sollen, bestünde zu guter Letzt Bedarf an einer anderen Kommunikationsart von jedem aktiven Ziel, zum Beispiel entweder durch eine andere Kodierung oder andere Kommunikationsmodulationsfrequenzen.
ROUTINE MIT EINEM STAB MIT FESTSTEHENDER LÄNGE
Mit Bezugnahme auf 48 ist ein Stab mit fester Länge auf der Bodenoberfläche platziert (siehe Schritt 1634 im Ablaufdiagramm aus 56), wie in dieser Ansicht dargestellt ist. Der Stab ist durch die Referenzziffer 1450 gekennzeichnet und wird in einem gewissen Abstand von den zwei Basiseinheiten 20 und 30 an einem Standort platziert (siehe Schritt 1630). Eine Ausrichtungsachse 1440 wurde bereits vor dem Fortfahren dieser Prozedur festgelegt (siehe Schritt 1632). Als Ausgangsbedingung liegt kein virtueller Grundriss in der Fernbedieneinheit 40 vor oder unter Umständen ist ein virtueller Grundriss verfügbar, aber es sind noch keine Vermessungspunkte geladen.
Mit Bezugnahme auf 49 sind die Fächerstrahlen der beiden Basiseinheiten an einem Punkt 1452 auf ein Ende des Stabes (oder in die Nähe eines Endes) gerichtet (siehe Schritt 1640). Die Basiseinheit 20 strahlt einen Fächerstrahl mit einer oberen Lasergrenzkante 1462, die eine obere Deckenlinie 1466 erzeugt, aus; sie strahlt außerdem eine untere Lasergrenzkante 1464 aus, die eine Laserbodenlinie 1468 erzeugt, die den Endpunkt 1452 des Stabes schneidet. Der Fächerstrahl der Basiseinheit 30 ist ebenfalls eingeschaltet und strahlt eine obere Grenzfächerstrahlkante 1472 und eine untere Grenzfächerstrahlkante 1474 aus. Diese erzeugen eine Deckenlaserlinie 1476 und eine Bodenlaserlinie 1478 und die letztere Linie kreuzt den Punkt 1452. Sobald dieser Schnittpunkt durch die zwei Fächerstrahlen festgelegt wurde, kann dieser Punkt, falls gewünscht, ein Vermessungspunkt werden. Die aufgezeichneten Azimutwinkel und die festgelegte Ausrichtungsachse ermöglichen es, dass der Punkt in einen virtuellen Grundriss auf der Fernbedieneinheit 40 eingegeben werden kann (siehe Schritt 1642). Zu diesem Zeitpunkt ist der Grundriss nicht skaliert.
Mit Bezugnahme auf 50 sind die zwei Fächerstrahlen der Basiseinheiten an einem Punkt 1454 auf das gegenüberliegende Ende des festen Stabes (oder in die Nähe des gegenüberliegenden Endes) gerichtet (siehe Schritt 1650). Sobald dieser Punkt durch die zwei Fächerstrahlen geschnitten wird, können die Azimutwinkel der Basiseinheiten aufgezeichnet werden und der Grundriss auf der Fernbedieneinheit 40 empfängt diese Informationen (siehe Schritt 1652). Da der Stab 1450 eine bekannte Länge aufweist, kann das Zimmer nun skaliert werden und alle Punkte des virtuellen Grundrisses können mit einem echten physischen Abstand in Verhältnis gebracht werden und eine Achsentransformation kann durchgeführt werden (siehe Schritt 1654).
Der feste Stab 1450 kann physisch auf sehr viele verschiedene Arten konstruiert sein. Die Oberfläche des Stabes weist vorzugsweise eine Art Zeichen auf, um zwei präzise Standorte auf dem Stab bereitzustellen, die für die Schnittpunkte 1452 und 1454 verwendet werden. Derartige Zeichen können aus vier allgemeinen Kategorien stammen: (1) eine Markierung direkt auf der Oberfläche des Stabes, (2) eine Vorwölbung der Oberfläche des Stabes, vermutlich eine, die nach oben verläuft, damit sie besser sichtbar ist, (3) eine Vertiefung (wie eine Einkerbung) in der Oberfläche des Stabes oder (4) eine Befestigung, die verwendet werden kann, um ein aktives Ziel zu halten - mit anderen Worten, aktive Ziele könnten an einem oder beiden Enden des Stabes befestigt werden. Die Zeichen können sich direkt an den beiden Enden des Stabes befinden (z. B. entlang der Längsachse des Stabes) oder die Zeichen können sich in der Nähe der zwei Enden befinden; in beiden Fällen wird davon ausgegangen, dass die zwei Zeichenstandorte in der Nähe der beiden Enden des Stabes liegen. Und in allen Fällen ist der Abstand zwischen den zwei Zeichenpunkten die „tatsächliche bekannte Länge“, die wichtig ist, um die echten (tatsächlichen oder physischen) Größen des Einsatzortes für den virtuellen Grundriss festzulegen.
Es versteht sich, dass die Laserfächerstrahlen für alle der oben beschriebenen Systeme ein statisches Lasersystem repräsentieren. Mit anderen Worten bewegt sich das Laserlicht selbst nicht entlang der vertikalen Ebene, sondern befindet sich stattdessen in einer statischen Position. Sogar wenn eine rotierende Laserlinie oder ein rotierender Laserstrahl statt eines reinen Fächerstrahls verwendet wird oder eine/ein Dithering-Laserlinie oder -strahl verwendet wird (statt eines Fächerstrahls), stellt dies trotzdem ein statisches System dar, da der Gesamteffekt dieser Dithering-/Rotationslaserstrahlen eine einzige Ebene aus Laserlicht ist, die in ihrer Position bewegungslos ist, und es spielt keine Rolle, wohin genau der Laserstrahl zu einem jeweiligen Zeitpunkt gerichtet ist, da sie alle so schnell schwenken, dass es für den Benutzer keine Rolle spielt. Außerdem spielt es für die Ausrüstung, die verwendet wird, um die Ausrichtungsachse oder die Vermessungsachsen oder die Achsen der Punkte von Interesse zu erzeugen keine Rolle. Dies unterscheidet sich stark von bestimmten herkömmlichen, im Stand der Technik bekannten Systemen, in denen die Laserstrahlen durch verschiedene Winkel schwenken und einander nur zu bestimmten Zeitpunkten kreuzen, um bestimmte Positionsverhältnisse festzulegen, jedoch nur zu bestimmten Zeitpunkten. Dies ist das Gegenteil von „statischen“ Ausrüstungsgegenständen.
Es versteht sich, dass einige der mit Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme aus 5-7 und 51-56 beschriebenen Logikoperationen unter Verwendung von sequenzieller Logik (zum Beispiel anhand von Mikroprozessortechnologie) oder anhand einer Logikzustandsmaschine oder eventuell durch diskrete Logik in elektronischer Ausrüstung implementiert werden können; sie könnten sogar unter Verwendung von Parallelprozessoren implementiert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform kann einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller (z. B. einen der Mikroprozessoren 110, 210 oder 310) verwenden, um Softwareanweisung auszuführen, die in Speicherzellen in einer ASIC gespeichert sind. Tatsächlich kann der eine gesamte Mikroprozessor (oder Mikrocontroller) mitsamt RAM und durchführbarem ROM in einem Modus der hierin offenbarten Technologie in einer einzelnen ASIC enthalten sein. Selbstverständlich könnten andere Arten von Schaltungen verwendet werden, um die in den Zeichnungen dargestellten Logikoperationen zu implementieren, ohne dabei von den Grundlagen der hierin offenbarten Technologie abzuweichen. In jedem Fall wird eine Form von Verarbeitungsschaltung bereitgestellt, egal, ob sie zur Erfüllung dieser Aufgaben auf einem Mikroprozessor, einer Logikzustandsmaschine oder Elementen der diskreten Logik oder eventuell auf einer Art von Rechnervorrichtung, die noch nicht erfunden wurde, basiert; ferner wird eine Art von Speicherschaltung bereitgestellt, egal, ob sie auf herkömmlichen RAM-Chips, EEROM-Chips (einschließlich Flash-Speicher), der Verwendung von Elementen der diskreten Logik zum Speichern von Daten oder anderen Betriebsinformationen (wie den Punktkoordinatendaten, die zum Beispiel in Speicherelementen 312 oder 216 gespeichert sind) oder eventuell der Verwendung einer Art von Speichervorrichtung, die noch nicht erfunden wurde, basiert.
Es versteht sich außerdem, dass die genauen in den Ablaufdiagrammen aus 5-7 und 51-56 dargestellten und oben beschriebenen Logikoperationen in gewissem Maße modifiziert werden könnten, um ähnliche, wenn auch nicht genau gleiche, Funktionen durchzuführen, ohne dabei von den Grundlagen der hierin offenbarten Technologie abzuweichen. Die genaue Beschaffenheit einiger der Entscheidungsschritte und anderer Befehle in diesen Ablaufdiagrammen ist auf spezifische zukünftige Modelle von Lasersender- und Empfängersystemen und tragbaren Grundriss-Computern (zum Beispiel solchen, die sich auf Trimble Navigation Laser- und Grundrissvermessungsausrüstung beziehen) ausgerichtet und es würden in vielen Fällen sicherlich ähnliche, wenn auch leicht abweichende, Schritte für die Verwendung mit anderen Modellen oder Marken von Laserausrüstung und Grundriss-Computersystemen durchgeführt werden, wobei die erfinderischen Ergebnisse die gleichen sind.
Hinsichtlich der Prozess- oder Verfahrensschritte, die hierin beschrieben sind, versteht sich, dass die Reihenfolge, mit der einige der Schritte auftreten, für die richtige Interpretation der hierin offenbarten Technologie nicht immer wichtig oder kritisch ist. Dies gilt in Bezug auf einige der Verfahrensschritte, die in den anhängigen Ansprüchen aufgeführt sind. Zum Beispiel kann der Schritt 1602 (Festlegen einer Ausrichtungsachse zwischen den zwei Basiseinheiten) im Ablaufdiagramm aus 55 stattfinden bevor das aktive Ziel auf dem Boden des Einsatzortes platziert wird, was Teil des vorherigen Schrittes 1600 in diesem Ablaufdiagramm ist. Als weiteres Beispiel könnte, nachdem die Basiseinheit „A“ in Schritt 1610 auf das aktive Ziel gerichtet wurde, ein Teil des Schrittes 1614 durchgeführt werden (d. h. Aufzeichnen des Azimutwinkels für die Basiseinheit „A“), bevor der Schritt 1612 stattfindet, in dem die Basiseinheit „B“ auf das aktive Ziel gerichtet wird. Wenngleich die Verfahrensschritte in einer logischen Reihenfolge durchlaufen werden müssen, gibt es mehr als eine mögliche logische Reihenfolge in vielen der Methoden für die hierin offenbarte Technologie - d. h. es kann in manchen Fällen „parallele“ Logikabläufe geben. Wichtig ist, dass die erforderlichen Schritte alle in einer der möglichen logischen Reihenfolgen stattfinden.
Wie sie hier verwendet wird, kann die Bezeichnung „proximal“ bedeuten, dass ein physisches Objekt nah an einem zweiten physischen Objekt positioniert wird, sodass die beiden Objekte eventuell aneinander anliegen, obwohl nicht unbedingt erforderlich ist, dass kein drittes Objekt zwischen ihnen positioniert ist. In der hierin offenbarten Technologie kann es Fälle geben, in denen eine „eindringende Ortungsstruktur“ „proximal“ zu einer „aufnehmenden Ortungsstruktur“ positioniert werden soll. Allgemein könnte dies heißen, dass die eindringende und aufnehmende Struktur physisch aneinander anstoßen sollen, oder es könnte bedeuten, dass sie einander durch eine bestimmte Größe und Form, die im Wesentlichen eine Struktur in einer vorbestimmten Richtung und einer X-Y (z. B. horizontalen und vertikalen) Position im Verhältnis zueinander hält, „zugeordnet“ sind unabhängig davon, ob die eindringende und die aufnehmende Struktur einander entlang einer durchgehenden Oberfläche tatsächlich berühren oder nicht. Oder zwei Strukturen von einer beliebigen Größe und Form (egal, ob eindringend, aufnehmend oder in einer anderen Ausführung) können sich in relativer Nähe zueinander befinden, egal ob sie einander dabei physisch berühren oder nicht; oder eine vertikale Wandstruktur könnte an einem spezifischen Punkt oder in der Nähe eines spezifischen Punktes auf einer horizontalen Boden- oder Deckenoberfläche positioniert werden; ein derartiges Verhältnis könnte als „proximal“ bezeichnet werden. Oder zwei oder mehr mögliche Standorte für einen bestimmten Punkt können im Verhältnis zu einer präzisen Eigenschaft eines physischen Objektes spezifiziert werden, zum Beispiel als „nah“ oder „am“ Ende einer Stange; alle dieser möglichen Standorte in der Nähe des Standortes/am Standort könnten als „proximal“ zum Ende dieser Stange bezeichnet werden. Ferner kann die Bezeichnung „proximal“ außerdem eine Bedeutung haben, die sich strikt auf ein einzelnes Objekt bezieht, wobei das einzelne Objekt zwei Enden aufweist und das „distale Ende“ jenes Ende ist, welches etwas weiter von einem Referenzpunkt (oder -bereich) entfernt positioniert ist und das „proximale Ende“ das andere Ende ist, welches etwas näher an demselben Referenzpunkt (oder -bereich) positioniert ist.
Alle im Stand der Technik und der detaillierten Beschreibung angeführten Dokumente sind, in einschlägigen Teilen, hierin durch Bezugnahme eingeschlossen; die Zitierung eines Dokumentes ist nicht als Zugeständnis auszulegen, dass es sich dabei im Verhältnis zur hierin offenbarten Technologie um dem Stand der Technik entsprechende, bestehende Technologie handelt.
Die vorstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient illustrativen und beschreibungstechnischen Zwecken. Die hierin offenbarte Technologie ist nicht als vollständig oder auf die spezifischen offenbarten Formen beschränkt auszulegen und die hierin offenbarte Technologie kann weiter modifiziert werden, ohne dabei vom Geiste und Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Jegliche hierin beschriebenen oder dargestellten Beispiele sind als nicht-einschränkende Beispiele gedacht und angesichts der vorgenannten Lehren sind viele Modifikationen oder Variationen der Beispiele oder der bevorzugten Ausführungsform(en) möglich, ohne dabei vom Geist und Umfang der hierin offenbarten Technologie abzuweichen. Die Ausführungsform(en) wurde(n) ausgewählt und beschrieben, um die Grundlagen der hierin offenbarten Technologie und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um somit Fachleute zu befähigen, die hierin offenbarte Technologie in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen, wie sie für bestimmte in Erwägung gezogene Anwendungen geeignet sind, zu verwenden. Diese Anmeldung soll demnach jegliche Variationen, Anwendungen oder Anpassungen der hierin offenbarten Technologie unter Verwendung ihrer allgemeinen Grundlagen abdecken. Ferner soll diese Anmeldung Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abdecken, die sich innerhalb der bekannten oder üblichen Technologiepraxis bewegen, auf die sich die hierin offenbarte Technologie bezieht, und die unter die anhängigen Patentansprüche fallen.

Claims

System mit einer Basiseinheit und einem aktiven Ziel, wobei das aktive Ziel einen omnidirektionalen Laserlichtsensor aufweist, und wobei die Basiseinheit Folgendes umfasst: einen Laserlichtsender, der eine erste im Wesentlichen vertikale Laserlichtebene ausstrahlt, wobei der Laserlichtsender um eine im Wesentlichen vertikale Achse rotieren kann; eine Abstandsmessungsvorrichtung, die um die im Wesentlichen vertikale Achse rotieren kann; einen Laserlichtempfänger, der Folgendes aufweist: einen Null-Position-Lichtsensor, der montiert ist, um Laserlichtversetzungen in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung zu erkennen, und eine Verstärkerschaltung, die eine Schnittstelle zwischen dem Null-Position-Lichtsensor und dem Laserlichtempfänger bereitstellt; und einen Nivelliermechanismus, wobei die Basiseinheit von dem aktiven Ziel mit dem omnidirektionalen Laserlichtsensor Steuerbefehle zum Bewegen der ersten Laserlichtebene erhält, sodass die erste Laserlichtebene auf den omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft.
System nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Azimutmotorantrieb zur automatischen Steuerung einer Zielposition des Laserlichtsenders und der Abstandsmessungsvorrichtung.
System nach Anspruch 1, wobei der Laserlichtsender eines umfasst von: (a) einer Einheit, die Fächerstrahllaserlicht ausstrahlt; (b) einer rotierenden Einheit, die einen Laserlichtstrahl ausstrahlt, und (c) einer Einheit, die einen Dithering-Laserlichtstrahl ausstrahlt.
System nach Anspruch 1, wobei: (a) die Abstandsmessungsvorrichtung einen Laserabstandsmesser umfasst; und (b) ein von diesem Laserabstandsmesser ausgestrahlter Laserlichtstrahl mit der vom Laserlichtsender ausgestrahlten, im Wesentlichen vertikalen Laserlichtebene komplanar ist.
System nach Anspruch 4, wobei der Laserabstandsmesser einen modulierten Lichtlasersender, einen modulierten Lichtlaserempfänger und eine Verarbeitungsschaltung umfasst, die eine Laufzeit eines vom modulierten Lichtlasersender ausgestrahlten, modulierten Lichtlaserstrahls bestimmt, bis dessen reflektierter Lichtstrahl durch den Laserempfänger empfangen wird, und die Laufzeit in einen Abstand konvertiert.
System nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen drahtlosen Sender und einen Empfänger zur Kommunikation von Signalen mit einer Fernbedieneinheit, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle an die Basiseinheit einzugeben.
System nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Winkelgeber zur automatischen Positionserfassung in einer Azimutrichtung.
Grundriss- und Punktübertragungssystem, das Folgendes umfasst: (a) eine erste Basiseinheit, die einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, eine erste Kommunikationsschaltung und eine erste Verarbeitungsschaltung aufweist; und (b) eine zweite Basiseinheit, die einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, eine zweite Kommunikationsschaltung und eine zweite Verarbeitungsschaltung aufweist; (c) ein aktives Ziel, das einen omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine dritte Kommunikationsschaltung und eine dritte Verarbeitungsschaltung aufweist; wobei: (d) das aktive Ziel das Zielen des ersten und zweiten Laserlichtsenders steuert, sodass die erste und zweite Laserlichtebene beide auf den omnidirektionalen Laserlichtsensor gezielt werden, bis sich die erste und zweite Laserlichtebene am omnidirektionalen Laserlichtsensor des aktiven Ziels schneiden, um automatisch eine Position des aktiven Ziels als einen Vermessungspunkt, der vom System verwendet wird, festzulegen.
System nach Anspruch 8, wobei: (a) das System konfiguriert ist, um Standorte der ersten und zweiten Basiseinheit auf einer physischen Einsatzortoberfläche im Verhältnis zu wenigstens zwei Vermessungspunkten, die durch das aktive Ziel festgelegt wurden und sich ebenfalls auf der physischen Einsatzortoberfläche befinden, zu erkennen; und (b) das System konfiguriert ist, um eine bildliche Darstellung eines virtuellen Punktes auf der physischen Einsatzortoberfläche bereitzustellen, indem die erste Laserlichtebene und die zweite Laserlichtebene derart ausgerichtet werden, dass sie einen physischen Standort des virtuellen Punktes anzeigen.
System nach Anspruch 9, wobei: (a) die erste Laserlichtebene eine erste sichtbare Laserlichtlinie entlang der physischen Einsatzortoberfläche erzeugt; (b) die zweite Laserlichtebene eine zweite sichtbare Laserlichtlinie entlang der physischen Einsatzortoberfläche erzeugt; und (c) die bildliche Darstellung das Kreuzen der ersten und zweiten sichtbaren Laserlichtlinie am virtuellen Punkt umfasst.
System nach Anspruch 8, wobei die erste und zweite Laserlichtebene wenigstens eines umfassen von: (a) einem bewegungslosen Laserfächerstrahl; (b) einem rotierenden Laserlichtstrahl; und (c) einem Dithering-Laserlichtstrahl.
System nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: (a) eine Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung und eine vierte Kommunikationsschaltung aufweist; (b) wobei die erste Basiseinheit ferner Folgendes umfasst: (i) eine erste selbstnivellierende Vorrichtung; (ii) einen ersten Azimutpositionsgeber; (iii) einen ersten Azimutmotorantrieb zur automatischen Positionierung des ersten Laserlichtsenders, gesteuert über die Fernbedieneinheit; und (c) wobei die zweite Basiseinheit ferner Folgendes umfasst: (i) eine zweite selbstnivellierende Vorrichtung; (ii) einen zweiten Azimutpositionsgeber; (iii) einen zweiten Azimutmotorantrieb zur automatischen Positionierung des zweiten Laserlichtsenders, gesteuert über die Fernbedieneinheit.
Verfahren zum Bestimmen einer lotrechten Linie zu einer Wand, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Bereitstellen einer Basiseinheit, die eine Verarbeitungsschaltung, ein Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren Laserlichtsender, der eine Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Positionieren der Basiseinheit an einem durch den Benutzer ausgewählten Standort auf einer festen Oberfläche eines Raumes an einem Einsatzort; (c) Abtasten einer Wand des Raumes durch Rotieren der Abstandsmessungsvorrichtung und Aufzeichnen einer Mehrzahl an Winkeln und Abständen zu der Wand für eine Mehrzahl an Winkelpositionen; (d) Bestimmen von zwei Winkelpositionen, in denen ein Abstand zu der Wand in beiden Winkelpositionen im Wesentlichen gleich ist; und (e) Zielen des Laserlichtsenders in eine Winkelrichtung, welche die zwei Winkelpositionen halbiert, und Einschalten des Laserlichtsenders, sodass er eine sichtbare Laserlichtlinie entlang der festen Oberfläche erzeugt, wodurch eine sichtbare, lotrechte Linie zu der Wand angezeigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das ferner folgenden Schritt umfasst: (a) Erzeugen einer ersten Kreidelinie entlang der angezeigten sichtbaren, lotrechten Linie.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner folgenden Schritt umfasst: (a) Erzeugen einer zweiten lotrechten Kreidelinie durch Versetzen von der ersten Kreidelinie.
Verfahren nach Anspruch 14, das ferner folgende Schritte umfasst: (a) Bewegen der Basiseinheit an einen neuen, durch den Benutzer ausgewählten Standort auf der festen Oberfläche; (b) Abtasten der Wand durch Rotieren der Abstandsmessungsvorrichtung und Aufzeichnen einer zweiten Mehrzahl an Winkeln und Abständen zu der Wand für eine Mehrzahl an Winkelpositionen; (c) Bestimmen von zwei anderen Winkelpositionen, in denen ein zweiter Abstand zu der Wand in beiden anderen Winkelpositionen im Wesentlichen gleich ist; (d) Zielen der Laserlichtsender in eine Winkelrichtung, welche die zwei anderen Winkelpositionen halbiert, und Einschalten des Laserlichtsenders, sodass er eine sichtbare Laserlichtlinie entlang der festen Oberfläche erzeugt, wodurch eine zweite sichtbare, lotrechte Linie zu der Wand angezeigt wird; und (a) Erzeugen einer zweiten lotrechten Kreidelinie entlang der angezeigten zweiten sichtbaren, lotrechten Linie.
Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument, einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare erste Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, und eine rotierbare zweite Abstandsmessungsvorrichtung, die den Abstand zu einem Ziel misst, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes; (e) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (f) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit für einen Arbeitsbereich am Einsatzort; (g) Auswählen eines ersten physischen Punktes auf der festen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der erste physische Punkt durch beide Laserlichtlinien, die durch die erste und die zweite Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; (h) Bestimmen eines ersten Azimutwinkels des ersten Laserlichtsenders; (i) Bestimmen eines ersten Satzes an Abständen zwischen dem ersten physischen Punkt und der ersten und der zweiten Abstandsmessungsvorrichtung; (j) Aufzeichnen des ersten Azimutwinkels und des ersten Satzes an Abständen in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; und (k) Berechnen eines zweiten Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Basiseinheit, wodurch der Arbeitsbereich skaliert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner folgende Schritte umfasst: Orientieren des Arbeitsbereiches hinsichtlich der Ausrichtungsachse durch: (a) Auswählen eines zweiten physischen Punktes auf der festen Oberfläche des Einsatzortes und Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, sodass der zweite physische Punkt durch beide Laserlichtlinien, die durch die erste und die zweite Laserlichtebene erzeugt werden, angezeigt wird; (b) Bestimmen eines zweiten Azimutwinkels des ersten Laserlichtsenders; (c) Bestimmen eines zweiten Satzes an Abständen zwischen dem zweiten physischen Punkt und der ersten und der zweiten Abstandsmessungsvorrichtung; und (c) Aufzeichnen des zweiten Azimutwinkels und des zweiten Satzes an Abständen in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird, der für den Arbeitsbereich skaliert wird.
Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Bereitstellen eines aktiven Ziels, das einen omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine vierte Kommunikationsschaltung und eine vierte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (e) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes und Positionieren des aktiven Ziels an einem dritten Standort auf der festen Oberfläche; (f) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (g) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (h) Aktivieren des aktiven Ziels; (i) gesteuert durch Steuerbefehle des aktiven Ziels, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, bis sich die erste und zweite Laserlichtebene am omnidirektionalen Laserlichtsensor des aktiven Ziels schneiden, sodass der omnidirektionale Laserlichtsensor durch die erste und die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch automatisch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (j) Bewegen des aktiven Ziels an einen vierten Standort auf der festen Oberfläche; (k) gesteuert durch Steuerbefehle des aktiven Ziels, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, bis sich die erste und zweite Laserlichtebene am omnidirektionalen Laserlichtsensor des aktiven Ziels schneiden, sodass der omnidirektionale Laserlichtsensor durch die erste und die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch automatisch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (1) Bestimmen eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt und Aufzeichnen des tatsächlichen Abstandes in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; und (m) Skalieren des virtuellen Grundrisses auf tatsächliche Abmessungen des Einsatzortes, basierend auf dem tatsächlichen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Vermessungspunkt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Bestimmens eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt die physische Messung durch einen Benutzer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Bestimmens eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt das Eingeben eines vorab bekannten Abstandes zwischen zwei bekannten Punkten am Einsatzort, die für den dritten und den vierten Standort verwendet wurden, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Schritte des Zielens des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders auf das aktive Ziel eines umfassen von: (a) Einschalten des ersten Laserlichtsenders und Rotieren der ersten Laserlichtebene, bis sie den omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft, dann Ausschalten des ersten Laserlichtsenders, während er weiter auf das aktive Ziel gerichtet bleibt, dann Einschalten des zweiten Laserlichtsenders und Rotieren der zweiten Laserlichtebene, bis sie den omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft; und (b) gleichzeitiges Einschalten des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, die beide einen modulierten Laserfächerstrahl mit einer anderen Modulationsfrequenz ausstrahlen, und gleichzeitiges Rotieren der ersten Laserlichtebene und der zweiten Laserlichtebene, bis die erste und die zweite Laserlichtebene beide den omnidirektionalen Laserlichtsensor treffen.
Verfahren zum Einrichten eines Grundriss- und Punktübertragungssystems, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Bereitstellen einer ersten Basiseinheit, die eine erste Verarbeitungsschaltung, eine erste Kommunikationsschaltung, ein erstes Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren ersten Laserlichtsender, der eine erste Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (b) Bereitstellen einer zweiten Basiseinheit, die eine zweite Verarbeitungsschaltung, eine zweite Kommunikationsschaltung, ein zweites Azimutwinkelmessungsinstrument und einen rotierbaren zweiten Laserlichtsender, der eine zweite Laserlichtebene ausstrahlt, beinhaltet; (c) Bereitstellen einer Fernbedieneinheit, die eine dritte Verarbeitungsschaltung, eine dritte Kommunikationsschaltung, eine Speicherschaltung, eine Anzeige und eine Eingabeerkennungsvorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Befehle in die Fernbedieneinheit einzugeben, beinhaltet, wobei die Fernbedieneinheit mit der ersten und zweiten Basiseinheit in Kommunikation steht; (d) Bereitstellen eines ersten aktiven Ziels, das einen ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine vierte Kommunikationsschaltung und eine vierte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (e) Bereitstellen eines zweiten aktiven Ziels, das einen zweiten omnidirektionalen Laserlichtsensor, eine fünfte Kommunikationsschaltung und eine fünfte Verarbeitungsschaltung beinhaltet; (f) Positionieren der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit an zwei verschiedenen Standorten auf einer festen Oberfläche eines Einsatzortes, Positionieren des ersten aktiven Ziels an einem dritten Standort auf der festen Oberfläche und Positionieren des zweiten aktiven Ziels an einem vierten Standort auf der festen Oberfläche; (g) Bestimmen einer Ausrichtungsachse zwischen der ersten Basiseinheit und der zweiten Basiseinheit; (h) Beginnen eines neuen virtuellen Einsatzortgrundrisses in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; (i) Aktivieren des ersten aktiven Ziels; (j) gesteuert durch Steuerbefehle des ersten aktiven Ziels, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, bis sich die erste und zweite Laserlichtebene am ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor des ersten aktiven Ziels schneiden, sodass der erste omnidirektionale Laserlichtsensor durch die erste und die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines ersten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des ersten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch automatisch ein erster Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (k) Aktivieren des zweiten aktiven Ziels; (1) gesteuert durch Steuerbefehle des zweiten aktiven Ziels, Zielen des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, bis sich die erste und zweite Laserlichtebene am zweiten omnidirektionalen Laserlichtsensor des zweiten aktiven Ziels schneiden, sodass der zweite omnidirektionale Laserlichtsensor durch die erste und die zweite Laserlichtebene getroffen wird; Bestimmen eines zweiten Satzes an Azimutwinkeln des ersten und des zweiten Laserlichtsenders; und Aufzeichnen des zweiten Satzes an Azimutwinkeln in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit, wodurch automatisch ein zweiter Vermessungspunkt für den in der Speicherschaltung gespeicherten virtuellen Grundriss erzeugt wird; (m) Bestimmen eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt und Aufzeichnen des tatsächlichen Abstandes in der Speicherschaltung der Fernbedieneinheit; und (n) Skalieren des virtuellen Grundrisses auf tatsächliche Abmessungen des Einsatzortes, basierend auf dem tatsächlichen Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Vermessungspunkt.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Bestimmens eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt die physische Messung durch einen Benutzer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Bestimmens eines tatsächlichen Abstandes zwischen dem ersten Vermessungspunkt und dem zweiten Vermessungspunkt das Eingeben eines vorab bekannten Abstandes zwischen zwei bekannten Punkten auf dem Einsatzort, die für den dritten Standort und den vierten Standort verwendet wurden, auf der Fernbedieneinheit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Schritte des Zielens des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders auf das erste aktive Ziel eins umfassen von: (a) Einschalten des ersten Laserlichtsenders und Rotieren der ersten Laserlichtebene, bis sie den ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft, dann Ausschalten des ersten Laserlichtsenders, während er weiter auf das erste aktive Ziel gerichtet bleibt, dann Einschalten des zweiten Laserlichtsenders und Rotieren der zweiten Laserlichtebene, bis sie den ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor trifft; und (b) gleichzeitiges Einschalten des ersten Laserlichtsenders und des zweiten Laserlichtsenders, die beide einen modulierten Laserfächerstrahl mit einer anderen Modulationsfrequenz ausstrahlen, und gleichzeitiges Rotieren der ersten Laserlichtebene und der zweiten Laserlichtebene, bis die erste und die zweite Laserlichtebene beide den ersten omnidirektionalen Laserlichtsensor treffen.