用于校準測量設備的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于借助于目標對象來校準測量設備的方法以及一種根據權利要求6的前序部分所述的用于實施這種方法的測量設備。
[0002]術語“校準”限定一種測量方法，在該方法中，確定和記錄在第一和第二參量之間的偏差。所確定的偏差在測量設備的隨后使用中被考慮用于校正。
【背景技術】
[0003]光學測量設備包括一個或多個激光測量裝置、照相裝置和監控裝置，其中，所述激光測量裝置例如構成為角度測量裝置或距離測量裝置。借助于光學測量設備能夠確定目標對象的角度、距離和位置。術語“目標對象”概括為所有的、反射、散射或者反射和散射入射的激光射束的對象。
[0004]在測量自然目標例如建筑物的角或邊時，測量設備的測量精度很大程度上取決于，照相裝置的目標軸線和激光測量裝置的測量軸線被多么精確地同軸設置。測量設備具有越多的可運動的光學器件，則測量軸線和目標軸向的同軸度的偏差增加。帶有變焦鏡頭的照相裝置具有高的光學分辨率，但是同時具有不穩定的目標軸線。
[0005]已知的是，測量設備的測量軸線和目標軸線的同軸度由操作者檢查并且如果必要的話手動地經由調準元件來校正。由操作者手動調準是耗費的。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于，開發用于校準測量設備的自動的方法，所述方法能夠在沒有操作者干預的情況下實施。此外，應開發一種用于實施該校準方法的相應的測量設備。
[0007]所述目的在開頭提及的用于校準測量設備的方法中根據本發明通過獨立權利要求的特征來實現。有利的改進方案在從屬權利要求中給出。
[0008]根據本發明，測量設備包括沿著測量軸線發射激光射束的激光測量裝置、具有目標軸線的相機裝置并且包括監控裝置，用于校準所述測量設備的方法包括下述方法步驟:
[0009]-在關斷激光射束的情況下借助于所述相機裝置拍攝目標對象的第一圖像，
[0010]-在所述目標對象的第一圖像中確定在目標軸線的存儲于監控裝置中的位置周圍的圖像部分，
[0011]-確定在所述圖像部分的最暗的圖像區域和所述圖像部分的最亮的圖像區域之間的第一對比度，
[0012]-將所述第一對比度與存儲在監控裝置中的第一極限值進行比較，
[0013]-如果第一對比度不超過所述第一極限值，那么在接入激光射束的情況下借助于照相裝置拍攝目標對象的第二圖像，
[0014]-確定在目標對象的第一和第二圖像之間的差分圖像，
[0015]-在目標對象的所述差分圖像中識別激光射束和環境區域，
[0016]-確定在所述環境區域的最亮的圖像區域和所述激光射束的最暗的圖像區域之間的第二對比度；
[0017]-將所述第二對比度與存儲在監控裝置中的第二極限值進行比較，
[0018]-如果第二對比度不低于所述第二極限值，那么確定激光射束的重心并且確定重心坐標;并且
[0019]-將激光射束的所述重心坐標作為目標軸線的新的位置存儲在監控裝置中。
[0020]根據本發明的方法具有下述優點:僅在目標對象滿足兩個評價標準時才借助于目標對象實施測量設備的校準。根據第一對比度檢查目標對象的亮度方面的均勻性作為第一評價標準，并且根據第二對比度檢查在所識別的激光射束和周圍的目標對象之間的亮度方面的差別作為第二評價標準。
[0021]目標對象的圖像的分析借助于已知的圖像處理方法和目標識別方法進行。術語“目標識別”總結為用于借助于光學、聲學或其它物理識別方法在對象空間內識別已知的對象的方法。
[0022]對比度是用于圖像亮度分布的差別特征或用于在兩個圖像區域之間的亮度差別的差別特征。將以坎德拉為單位來測量的光強或類似的測量參量用作用于亮度的物理測量參量。照相裝置為圖像傳感器的每個像素提供像素值。目標對象的圖像的最小單元稱為圖像區域，該最小單元在根據本發明的方法范圍中被考慮用于評價目標對象。圖像區域可包括一個單獨的像素或者多個相鄰的像素。當各圖像區域分別包括一個像素時，將該單獨的像素的像素值在計算對比度時進行比較;在各圖像區域具有多個像素時，將各像素值求平均值得到測量值并且將求平均值所得的測量值隨后進行比較。
[0023]第一對比度通過1和在圖像部分的最暗的圖像區域(最小的測量值)和最亮的圖像區域(最大的測量值)之間的測量值的比例的差來限定并且作為百分比值給出。為了在校準時限制測量誤差，目標對象應具有盡可能均勻的表面結構，所述盡可能均勻的表面結構在目標對象的圖像中顯示為均勻的亮度。圖像區域與圖像部分的最亮的圖像區域的偏差必須小于第一極限值。第一極限值例如為5%，即圖像部分的所有圖像區域相對于最亮的圖像區域具有小于5%的偏差。第一極限值被預先確定并且存儲在監控裝置中。
[0024]在將第一對比度與第一極限值進行比較之后，如果第一對比度超過第一極限值，那么中斷所述校準方法;如果第一對比度低于或者說不超過第一極限值時，那么才繼續所述校準方法。如果圖像部分的第一對比度超過第一極限值，那么目標對象不適用于對測量設備進行校準，并且中斷校準方法。測量設備可被監控裝置從校準模式切換到測量模式;對于另外的測量，將存儲在監控裝置中的位置用作目標軸線的位置。
[0025]第二對比度通過1和在環境區域的最亮的圖像區域(最大的測量值)和激光射束的最暗的圖像區域(最小的測量值)之間的測量值的比例的差來限定并且作為百分比值給出。為了在校準時限制測量誤差，激光射束應具有相對于環境區域更高的亮度。激光射束的圖像區域與環境區域的圖像區域的差別必須大于第二極限值。第二極限值例如為10%，即激光射束的所有圖像區域具有比環境區域的各圖像區域至少高10%的光強。第二極限值被預先確定并且存儲在監控裝置中。
[0026]在將第二對比度與第二極限值進行比較之后，如果第二對比度低于第二極限值，那么中斷所述校準方法，如果第二對比度超過或者不低于第二極限值，那么才繼續所述校準方法。如果第二對比度低于第二極限值，那么目標對象不適用于對測量設備進行校準，并且中斷所述校準方法。測量設備可被監控裝置從校準模式切換到測量模式;對于另外的測量，將存儲在監控裝置中的位置用作目標軸線的位置。
[0027]根據本發明的用于校準測量設備的方法的一個優選的改進方案的特征在于如下附加步驟:
[0028]-實施與目標對象的距離測量;并且
[0029]-將所測量到的距離與存儲在監控裝置中的距離范圍進行比較，
[0030]測量設備到目標對象的距離是另一評價標準，該評價標準評價用于校準測量設備的目標對象的質量。距離測量和與存儲在監控裝置中的距離范圍的比較可在照相裝置拍攝目標對象的第一圖像之前實施、在檢查第一評價標準之后實施或者在檢查第二評價標準之后實施。
[0031]如果所測量到的、測量設備與目標對象的距離位于存儲的距離范圍之外，那么特別優選中斷所述校準方法，如果所測量到的距離位于存儲的距離范圍之內，那么才繼續所述校準方法。為了在校準時限制測量誤差，目標對象應設置在固定的距離范圍之內。如果距離位于距離范圍之外，那么目標對象不適用于校