СПОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЯ В ОСНОВЕ Российский патент 2019 года по МПК G01C15/00 

Область техники

Настоящее изобретение касается способа детектирования области измерения в основе согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения

Уровень техники

Из заявки DE 202010016564 U1 известно устройство для детектирования объектов в основе. В состав устройства входят детекторное устройство, локационное устройство и контрольное устройство. Пользователь перемещает детекторное устройство над основой, при этом детекторное устройство выполняет ряд измерений. В процессе измерений локационное устройство регулярно определяет текущее положение детекторного устройства. Данные измерений с детекторного устройства и данные о положении с локационного устройства передают на контрольное устройство, которое ставит данные измерений и положения в соответствие друг другу и сохраняет их. Данные измерений и позиционирования могут проходить дальнейшую обработку в контрольном устройстве и отображаться, например, на экране.

Представление изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в разработке способа детектирования области измерения в основе.

Эту задачу согласно изобретению решают с помощью упомянутого в начале способа детектирования области измерения в основе посредством признаков независимого пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению способ детектирования области измерения в основе с помощью устройства, имеющего детекторное устройство с полем детектирования, локационное устройство и контрольное устройство, отличается тем, что:

- на первом этапе выбирают подлежащую детектированию область измерения со стартовым положением и расчетными координатами, причем размеры - подлежащей детектированию области измерения больше, чем поле детектирования детекторного устройства.

- на втором этапе с помощью локационного устройства определяют текущее положение детекторного устройства,

- на третьем этапе контрольным устройством, исходя из текущего положения детекторного устройства, определяется текущее поле детектирования и

- на четвертом этапе контрольным устройством сравнивается стартовая позиция подлежащей детектированию области измерения с текущим полем детектирования детекторного устройства.

Способ согласно изобретению описывает определение области измерения в основе и обнаружение объектов, которые встроены в основе. Термин «объект» охватывает все элементы, расположенные в основе. Примеры объектов, которые определяют с помощью детекторного устройства, это электропровода, провода радиосети, полые трубы, водопроводные трубы и трубы системы отопления, а также арматурные стержни.

Если стартовое положение находится за пределами текущего поля детектирования, на основании текущего положения детекторного устройства и стартового положения подлежащей детектированию области измерения контрольное устройство рассчитывает инструкцию по перемещению для детекторного устройства и отображает ее на устройстве отображения. Инструкция по перемещению дает пользователю указания, как передвигать детекторное устройство по основе.

Если стартовое положение подлежащей детектированию области измерения находится в пределах текущего поля детектирования, то контрольное устройство выдает на детекторное устройство управляющую команду выполнить по меньшей мере одно измерение в основе. Способ обладает тем преимуществом, что запуск измерений управляется контрольным устройством.

Если стартовое положение подлежащей детектированию области измерения находится в пределах текущего поля детектирования, то контрольное устройство вырабатывает инструкцию для пользователя остановить детекторное устройство и отображает его на устройстве отображения. Особо предпочтительно, чтобы, если стартовое положение

подлежащей детектированию области измерения находится в пределах текущего поля детектирования, а детекторное устройство не перемещается, контрольное устройство выдавало детекторному устройству управляющую команду выполнить по меньшей мере одно измерение в основе.

Особо предпочтительно, чтобы во время измерений с помощью детекторного устройства контрольное устройство на основании координат подлежащей детектированию области измерения и текущего положения детекторного устройства вырабатывало инструкцию по перемещению детекторного устройства и отображало ее на устройстве отображения. Инструкция по перемещению дает пользователю указания, как передвигать детекторное устройство по основе.

Предпочтительно, чтобы с помощью детекторного устройства проводили измерения в основе с использованием частоты измерений, а результаты измерений передавали с детекторного устройства на контрольное устройство с применением первой частоты передачи.

Особо предпочтительно, чтобы текущее положение детекторного устройства определялось локационным устройством с использованием частоты локализации, а данные о положении локационное устройство передавало бы на контрольное устройство на частоте передачи.

В предпочтительной форме исполнения, если координаты подлежащей детектированию области измерения располагаются за пределами текущего поля детектирования, то контрольное устройство выдает на детекторное устройство управляющую команду прервать выполнение измерений в основе. Измерения с помощью детекторного устройства выполняют только тогда, когда детекторное устройство правильно размещено и координаты области измерения находятся в поле детектирования детекторного устройства.

Особо предпочтительно, чтобы на основании текущего положения детекторного устройства и на основании координат подлежащей детектированию области измерения контрольное устройство вырабатывало инструкцию по перемещению детекторного устройства и отображало ее на устройстве отображения. Инструкция по перемещению дает пользователю указания, как передвигать детекторное устройство по основе.

Особо предпочтительно, чтобы, если координаты подлежащей детектированию области измерения находились в пределах текущего поля детектирования, контрольное устройство выдавало детекторному устройству управляющую команду выполнить по меньшей мере одно измерение в основе. Способ обладает тем преимуществом, что запуск измерений управляется контрольным устройством. Измерения выполняют только тогда, когда детекторное устройство правильно размещено и координаты области измерения находятся в поле детектирования детекторного устройства.

Особо предпочтительно проводить детекторное устройство над подлежащей детектированию областью измерения как минимум дважды, причем посредством детекторного устройства выполняют первые измерения с первыми параметрами детектирования и вторые измерения со вторыми параметрами детектирования. Благодаря измерению с различными параметрами детектирования можно повысить точность и надежность данных, полученных при измерениях. Для различных объектов и свойств объектов в основе требуются различные параметры детектирования.

В усовершенствованном варианте способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что на втором этапе с помощью локационного устройства помимо текущего положения детекторного устройства определяют текущую ориентацию детекторного устройства. Особо предпочтительно, чтобы на третьем этапе контрольное устройство определяло текущее поле детектирования детекторного устройства на основании текущего положения и текущей ориентации детекторного устройства. Определение текущей ориентации повышает точность, с которой можно определить направление детекторного устройства. Текущую ориентацию детекторного устройства можно определить, например, с помощью камеры или путем получения разности (положения) нескольких известных маркеров, нанесенных на детекторное устройство. Для этого годятся все известные методы для определения ориентации предмета в пространстве.

Предпочтительно, чтобы текущая ориентация детекторного устройства в пространстве дополнительно учитывалась на всех этапах способа согласно изобретению, которые используют текущее положение детекторного устройства.

Примеры исполнения

Ниже дано пояснение примеров исполнения изобретения на основании чертежа. Чертеж не обязательно отображает примеры исполнения строго масштабно, напротив, чертеж (там, где он служит пояснению) выполнен в схематическом и/или несколько искаженном виде. Что касается дополнений к положениям, непосредственно видимым из чертежа, то дана ссылка на соответствующий уровень техники. При этом следует учитывать, что возможны разнообразные модификации и изменения, касающиеся формы и подробностей формы исполнения, без отклонения от общей идеи изобретения. Признаки изобретения, изложенные в описании, в чертеже, а также в формуле изобретения, могут быть существенны для варианта исполнения изобретения как каждый по отдельности, так и в произвольном сочетании. Кроме того, изобретение охватывает все сочетания по меньшей мере двух признаков, изложенных в описании, чертеже и/или в формуле изобретения. Общая идея изобретения не ограничена точной формой или подробностями показанной и описанной ниже предпочтительной формы исполнения и не лимитирована предметом, который был бы более ограничен, чем заявленный в форме изобретения предмет. В случае указанных диапазонов параметров значения, лежащие в пределах названных границ, также следует считать изложением граничных значений, необходимо их произвольное применение и испрашивание. В целях простоты изложения ниже для идентичных или сходных деталей или же для деталей с идентичной или сходной функцией применяют одинаковые обозначения.

Представлены:

Фиг. 1 Применение оборудования для детектирования области измерения на выполненной в виде задней стенки основе, с детекторным устройством, локационным устройством и контрольным устройством;

Фиг. 2 Задняя стенка с Фиг. 1 с подлежащей детектированию областью измерения;

Фиг. 3 Взаимодействие детекторного устройства, локационного устройства и контрольного устройства аппаратуры, показанной на фиг. 1, в виде блок-диаграммы; и

ФИГ. 4 Вариант исполнения способа согласно изобретению для детектирования области измерения, в виде диаграммы процесса (блок-схемы).

ФИГ. 1 демонстрирует оборудование 10 для реализации способа проверки свойств объекта в основе согласно изобретению. Термин "объект" охватывает все элементы, расположенные в основе. Оборудование 10 включает в себя детекторное устройство 11, локационное устройство 12 и контрольное устройство 13. Детекторное устройство 11, локационное устройство 12 и контрольное устройство 13 выполнены как отдельные компоненты, которые можно соединять коммуникационными проводами (линиями связи), и которые могут обмениваться данными друг с другом. Детекторное устройство 11 выполнено как ручное детекторное устройство, которое во время измерения перемещают над основой.

В случае детекторного устройства различают удерживаемое и направляемое детекторные устройства: удерживаемое детекторное устройство во время измерения удерживают неподвижно над подлежащим детектированию основой, а направляемое детекторное устройство во время измерения проводят над подлежащим детектированию основой по линейной траектории или по какой-либо произвольной траектории.

Способ согласно изобретению, описан на примере задачи измерения во внутреннем пространстве 14. Внутреннее пространство 14 состоит из пола 15, левой и правой боковой стены 16, 17, задней стены 18 и потолка 19. Ограничения 15-19 внутреннего пространства 14 объединены понятием "основа". К внутреннему пространству 14 привязана трехмерная система координат X, Y, Z, начальная точка (начало координат) которой (0, 0, 0) располагается в левом нижнем углу между полом 15, левой боковой стенкой 16 и задней стенкой 18.

ФИГ. 2 демонстрирует заднюю стенку 18 внутреннего пространства 14 с подлежащей детектированию областью измерения 21. Задняя стенка 18 лежит в плоскости XY системы координат и в направлении X характеризуется шириной В, а в направлении Y высотой Н.

Прежде чем детекторное устройство 11 выполнит измерения, необходимо разместить детекторное устройство 11 над областью измерения 21. Для этого с помощью локационного устройства 12 определяют текущее положение P_akt с координатами x_akt, y_akt, z_akt детекторного устройства 11 во внутреннем пространстве 14. Текущее положение P_akt детекторного устройства 11 определяют с помощью двух меток локализации 22А, 22В. В настоящем примере исполнения метки локализации 22А, 22В нанесены на верхнюю сторону детекторного устройства 11. Исходя из текущего положения P_akt детекторного устройства 11 контрольное устройство 13 определяет текущее поле детектирования 23 детекторного устройства 11. Между положением меток локализации 22А, 22В и полем детектирования 23 детекторного устройства 11 существует известная связь. Текущую ориентацию O_akt детекторного устройства 11 тоже можно определить с помощью меток локализации 22А, 22В. После того как контрольно устройство 13 определило текущее поле детектирования 23 детекторного устройства 11, контрольное устройство 13 сравнивает стартовое положение области измерения 21 с текущим полем детектирования 23 детекторного устройства 11.

Область измерения 21 имеет прямоугольную форму и ограничена четырьмя угловыми точками E_ul, E_ol, E_or, E_ur. В качестве стартового положения области измерения 21 можно использовать угловые точки.

фиг. 3 показывает конструкцию и взаимодействие детекторного устройства 11, локационного устройства 12 и контрольного устройства 13 в виде блок-диаграммы. Детекторное устройство 11, локационное устройство 12 и контрольное устройство 13 в примере исполнения выполнены как отдельные компоненты, которые могут обмениваться данными друг с другом по линиям связи.

Детекторное устройство 11 и контрольное устройство 13 можно соединять друг с другом первым коммуникационным соединением 31. Вторым коммуникационным соединением 32 контрольное устройство 13 можно соединять с локационным устройством. Коммуникационные соединения могут быть выполнены как беспроводные коммуникационные соединение, например, в форме радиосвязи инфракрасного соединения, соединения Bluetooth, WLAN или Wi-Fi, или же в виде кабельного коммуникационного соединения. Помимо указанных технологий беспроводного соединения годятся все уже известные и перспективные технологии беспроводного соединения для передачи данных и изображений.

В состав контрольного устройства 13 входят корпус 33, в который интегрированы пульт управления 34 и устройство отображения 35. Пульт управления 34 и устройство отображения 35 могут быть выполнены в виде отдельных деталей, как это показано на Фиг. 2, или же интегрированы друг с другом, например, в сенсорный экран (тачскрин). У контрольного устройства 13 кроме того имеются элемент анализа и управления 36, элемент памяти 37 и первый элемент приема и передачи 38.

Детекторное устройство 11 включает в себя сенсорное устройство (датчик) 41, управляющий элемент 42 для управления сенсорным устройством 41 и второй элемент приема и передачи 43. С первого элемента приема и передачи 38 контрольного устройства 13 устанавливается первое коммуникационное соединение со вторым элементом приема и передачи 43 детекторного устройства 11. Управляющие команды для детекторного устройства 11 передаются с контрольного устройства 13 по первому коммуникационному соединению 31 на управляющий элемент 42 детекторного устройства 23. У сенсорного устройства имеется один единственный сенсорный элемент или несколько сенсорных элементов; сенсорные элементы могут быть выполнены как индуктивные датчики, емкостные датчики, радиолокационные датчики, датчики магнитного поля или как иные датчики, пригодные для детектирования (обнаружения) объектов в основах.

Локационное устройство 12 включает в себя измерительное устройство 44, элемент управления и анализа 45 для управления измерительным устройством 44 и анализа результатов измерений, а также третий элемент приема и передачи 46. Локационное устройство 12 выполнено, например, в виде тахеометра, а измерительное устройство 44 - как инструмент для измерения расстояний и углов. С первого элемента приема и передачи 38 контрольного устройства 13 устанавливается второе коммуникационное соединение 32 с третьим элементом приема и передачи 46 локационного устройства 12.

фиг. 4 демонстрирует способ согласно изобретению для детектирования области измерения в основе с опорой на блок-схему. Описание способа приводится применительно к области измерения 21 с фиг. 2, которая расположена на задней стенке 18.

На этапе S01 пользователь с помощью пульта управления 34 выбирает подлежащую детектированию область измерения 21 со стартовым положением E_ul и координатами; область измерения 21 на этапе S02 загружают в контрольное устройство 13. До начала реализации способа пользователь может задать одну из угловых точек в качестве стартового положения, или же во время реализации способа контрольное устройство 13 решает, какая из уловых точек располагается ближе, и задает ее в качестве стартового положения. В примере исполнения фиг. 4 в качестве стартового положения задана левая нижняя точка E_ul области измерения 21.

На этапе S03 пользователь запускает исполнение способа. После старта на этапе S03 локационное устройство 12 на этапе S04 определяет текущее положение P_akt и текущую ориентацию O_akt детекторного устройства 11 на задней стенке 18, которые на этапе S05 передаю с локационного устройства 12 на контрольное устройство 13. На этапе S06 контрольное устройство 13, исходя из текущего положения и ориентации P_akt, O_akt, текущее поле детектирования 23 детекторного устройства 11 и сравнивает стартовое положение на этапе S07 с текущим полем детектирования 23. При этом контрольное устройство 13 на этапе S07 проверяет, находится ли ли стартовое положение Е₁₁ подлежащей детектированию области измерения 21 в пределах текущего поля детектирования 23.

Если стартовое положение E_ul области измерения 21 располагается за пределами текущего поля детектирования 23 (N (нет) на S07), то контрольное устройство 13 на этапе S08, исходя из текущего положения и ориентации P_akt, O_akt, маркерного устройства 11 и стартового положения Е₁₁ объекта 21, вырабатывает инструкцию по перемещению для детекторного устройства 11, которая отображается на устройстве отображения 35. Реализацию способа согласно изобретению продолжают этапом S04. Если стартовое положение E_ul находится в пределах текущего поля детектирования 23 (J (да) на S07), то контрольное устройство 13 на этапе S09 выдает управляющую команду детекторному устройству 11 выполнить измерения в основе 18 с использованием частоты измерений и на этапе S10, исходя из текущего положения и ориентации, P_akt, O_akt и расчетных координат области измерения 21 задает указание по перемещению, как следует передвигать детекторное устройство 11 над подлежащей детектированию областью измерения 21. Локационное устройство 12 на этапе S11 определяет текущее положение и ориентацию P_akt, O_akt с использованием частоты локализации и передает данные о положении на контрольное устройство 13. Контрольное устройство 13, исходя из текущего положения и ориентации P_akt, O_akt, определяет текущее поле детектирования 23 и на этапе S12 сравнивает координаты подлежащей детектированию области измерения 21 с текущим полем детектирования 23.

Если расчетные координаты области измерения 21 располагаются в пределах текущего поля детектирования 23 (J (да) на S12), то способ согласно изобретению продолжается на этапе S11. Если координаты области измерения 21 располагаются за пределами текущего поля детектирования 23 (N (нет) на S12), то контрольное устройство 13 на этапе S13 выдает детекторному устройству 11 управляющую команду прервать измерения в основе 18. Контрольное устройство 13 на этапе S15, исходя из текущего положения и ориентации, P_akt, O_akt детекторного устройства 11 и координат области измерения 21, задает инструкцию по перемещению, которая отображается на устройстве отображения 35.

Текущее положение и ориентацию P_akt, O_akt детекторного устройства 11 на этапе S15 определяют с помощью локационного устройства 12 и передают на контрольное устройство 13. Контрольное устройство 13 на этапе S16, исходя из текущего положения и ориентации P_akt, O_akt детекторного устройства 11, определяет текущее поле детектирования 23 и на этапе S17 сравнивает координаты подлежащей детектированию области измерения 21 с текущим полем детектирования 23. При этом контрольное устройство 13 на этапе S17 проверяет, находятся ли координаты подлежащей детектированию области измерения 21 в пределах текущего поля детектирования 23.

Если координаты области измерения 21 располагаются за пределами текущего поля детектирования 23 (N (нет) на S17), то реализация способа согласно изобретению продолжается на этапе S14. Если координаты области измерения 21 расположены в пределах текущего поля детектирования 23 (J (да) на S17), то контрольное устройство 13 на этапе S18 вырабатывает управляющую команду детекторному устройству 11 продолжить измерения в основе 18. Реализацию способа согласно изобретению продолжают этапом S.

Изобретение относится к области измерительной техники. Способ детектирования области измерения в основе, которая выполнена в виде пола, или стены, или потолка, и обнаружения объектов, которые встроены в основе посредством оборудования, имеющего детекторное устройство с полем детектирования, устройство локализации и контрольное устройство. На первом этапе выбирают подлежащую детектированию область измерения со стартовым положением (E_ul) и координатами (Е_ul, Е_ol, Е_оr, E_ur), причем размеры подлежащей детектированию области измерения больше, чем поле детектирования детекторного устройства. На втором этапе с помощью локационного устройства определяют текущее положение (P_akt) детекторного устройства. На третьем этапе контрольным устройством исходя из текущего положения (P_akt) детекторного устройства определяется текущее поле детектирования. На четвертом этапе контрольным устройством сравнивается стартовое положение подлежащей детектированию области измерения с текущим полем детектирования. Технический результат заключается в разработке способа детектирования области измерения в основе. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ детектирования области измерения (21) в основе (18), которая выполнена в виде пола, или стены, или потолка, и обнаружения объектов, которые встроены в основе посредством оборудования (10), имеющего детекторное устройство (11) с полем детектирования (23), устройство локализации (12) и контрольное устройство (13), причем:

- на первом этапе выбирают подлежащую детектированию область измерения (21) со стартовым положением (Е_ul) и координатами (E_ul, E_ol, E_or, E_ur), причем размеры подлежащей детектированию области измерения (21) больше, чем поле детектирования (23) детекторного устройства (11),

- на втором этапе с помощью локационного устройства (12) определяют текущее положение (Р_akt) детекторного устройства (11),

- на третьем этапе контрольным устройством (13) исходя из текущего положения (Р_akt) детекторного устройства (11) определяется текущее поле детектирования (23) и

- на четвертом этапе контрольным устройством (13) сравнивается стартовое положение подлежащей детектированию области измерения с текущим полем детектирования (23).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что если стартовое положение (E_u1) расположено за пределами текущего поля детектирования (23), то контрольным устройством (13) на основании текущего положения (P_akt) детекторного устройства (11) и стартового положения подлежащей детектированию области измерения (23) рассчитывается инструкция по перемещению для детекторного устройства (11) и отображается на устройстве отображения (35).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что если стартовое положение (E_ul) подлежащей детектированию области измерения находится в пределах текущего поля детектирования (23), то контрольным устройством (13) выдается детекторному устройству (11) управляющая команда выполнить по меньшей мере одно измерение в основе (18).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что если стартовое положение (Е_u1) подлежащей детектированию области измерения (21) расположено в пределах текущего поля детектирования (23), то контрольным устройством (13) вырабатывается инструкция управления остановить детекторное устройство (11) и отображается на устройстве отображения (35).

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что если стартовое положение подлежащей детектированию области измерения (21) находится в пределах текущего поля детектирования (23) и детекторное устройство (11) не движется, то контрольным устройством (13) выдается детекторному устройству (11) управляющая команда выполнить по меньшей мере одно измерение в основе (18).

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что во время измерения с помощью детекторного устройства (11) на основании координат (E_ul, E_ol, E_or, E_ur) подлежащей детектированию области измерения (21) и текущего положения (Р_akt) детекторного устройства (11) контрольным устройством (13) вырабатывается инструкция по перемещению для детекторного устройства (11) и отображается на устройстве отображения (35).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что с помощью детекторного устройства (11) проводят измерения в основе (18) с использованием частоты измерений, а результаты измерений передают с детекторного устройства (11) на контрольное устройство (13) с применением первой частоты передачи.

8. Способ по п. 6 или 7, отличающийся тем, что текущее положение (P_akt) детекторного устройства (11) определяется локационным устройством (12) с применением частоты локализации, а данные о положении передаются на второй частоте передачи с локационного устройства (12) на контрольное устройство (13).

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что если координаты (E_ul, Е_ol, Е_or, E_ur) подлежащей детектированию области измерения (21) находятся за пределами текущего поля детектирования (23), то контрольным устройством (13) выдается детекторному устройству (11) управляющая команда прервать исполнение измерений в основе (18).

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что контрольным устройством (13) на основании текущего положения (Р_akt) детекторного устройства (11) и координат (E_ul, E_ol, E_or, E_ur) подлежащей детектированию области измерения (21) рассчитывается инструкция по перемещению детекторного устройства (11) и отображается на устройстве отображения (35).

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что если координаты (E_ul, E_ol, E_or, E_ur) подлежащей детектированию области измерения (21) находятся в пределах текущего поля детектирования (23), то контрольным устройством (13) выдается детекторному устройству (11) управляющая команда выполнить по меньшей мере одно измерение в основе (18).

12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что детекторное устройство (11) проводят над подлежащей детектированию областью измерения (23) как минимум дважды, причем посредством детекторного устройства (11) выполняют первые измерения с первыми параметрами детектирования и вторые измерения со вторыми параметрами детектирования.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на втором этапе посредством локационного устройства (12) дополнительно определяют текущую ориентацию (О_akt) детекторного устройства (11).

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что на третьем этапе исходя из текущего положения (P_akt) и текущей ориентации (O_akt) детекторного устройства (11) определяют текущее поле детектирования (27) детекторного устройства (11).