[發明專利]位置確定裝置、測量機和位置確定方法

有效

• 申請號: 201410321321.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104279954B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 克努特·西爾克斯
• 申請（專利權）人: 赫克斯岡技術中心
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

1.一種用于測量機的相對于彼此可移動的兩個部件(10,11)的位置確定裝置(50)，以確定所述兩個部件(10,11)相對于彼此的位置，其中，該位置確定裝置(50)包括至少一個位置編碼器(60,80)，這至少一個位置編碼器具有與位于所述兩個部件中的一個處的編碼(61,62,63,82)協作的位于所述兩個部件中的另一個處的讀取頭(71,84)，以在第一測量頻率下產生與所述位置相關的第一位置確定數據(110)，其特征在于，該位置確定裝置還包括：

●至少一個慣性測量單元(51,52,53,54,55,56,57,58,59,59’,59”)，這至少一個慣性測量單元用于確定所述兩個部件中的至少一個部件的平移加速度和/或旋轉加速度，并且還用于在高于所述第一測量頻率的第二測量頻率下產生與所述位置相關的第二位置確定數據(120)；以及

●評估單元(140)，該評估單元被實施和構造成：獲取由所述至少一個位置編碼器(60,80)產生的所述第一位置確定數據(110)和由所述至少一個慣性測量單元(51,52,53,54,55,56,57,58,59,59’,59”)產生的所述第二位置確定數據(120)；將這些位置確定數據相互關聯；并且在至少高于所述第一測量頻率的第三測量頻率下從這些位置確定數據確定所述位置。

2.根據權利要求1所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述測量機是坐標測量機(1,2)或大地測繪系統(3)。

3.根據權利要求1所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述評估單元(140)被實施和構造成針對在位于所述第一測量頻率的連續測量時間之間的中間時間窗口內的時間基于所述第二位置確定數據(120)來確定所述位置。

4.根據權利要求3所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述第二位置確定數據(120)總是僅被用于所述中間時間窗口，并且所述位置針對所述第一測量頻率的測量時間僅基于所述第一位置確定數據(110)來確定。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述評估單元(140)被實施和構造成總是與針對所述第一位置確定數據(110)的相應最新的可用值相關地參照所獲得的第二位置確定數據(120)。

6.根據權利要求1至4中任一項所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述評估單元(140)被實施成借助限定算法使所述第一位置確定數據(110)和所述第二位置確定數據(120)相互關聯，所述第一位置確定數據(110)和所述第二位置確定數據(120)被饋送至所述限定算法并且所述限定算法以一定的頻率計時進行操作，該頻率至少與所述第三測量頻率一樣高。

7.根據權利要求6所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述限定算法是卡爾曼濾波器或者分差濾波器。

8.根據權利要求6所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，該頻率等于所述第三測量頻率。

9.根據權利要求1至4中任一項所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述第三測量頻率至少是1000Hz。

10.根據權利要求1至4中任一項所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，

●所述讀取頭具有光學讀取傳感器，并且所述編碼通過由多個光學編碼元件構成的可光學讀取的圖案形成；或者

●所述讀取頭具有電容讀取傳感器，并且所述編碼通過由具有特定電容率的多個編碼元件構成的可電容讀取的圖案形成；或者

●所述讀取頭具有電感讀取傳感器，并且所述編碼通過由具有特定磁導率的多個編碼元件構成的可電感讀取的圖案形成。

11.根據權利要求10所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述光學讀取傳感器是線型傳感器或面型傳感器。

12.根據權利要求10所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述電容讀取傳感器具有一個或多個電容器。

13.根據權利要求10所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述具有特定電容率的多個編碼元件是結構化板或塑料條。

14.根據權利要求10所述的位置確定裝置(50)，其特征在于，所述電感讀取傳感器是一個或多個線圈。