在DE 10 2008 043 190中已經建議了用于定位在研究物體中的對象的方法,在其中,運動傳感器單元的至少一個運動特征參量和定位單元的至少一個定位特征參量彼此被評估。
技術實現要素:
本發明基于用于運行成像的定位設備的方法,在其中,通過定位被隱藏在研究表面下的定位對象,產生了至少二維的圖片信息。
所建議的是,在使用定位設備的評估裝置的情況下,從借助于所述定位設備的定位裝置所求取的定位數據和/或從借助于定位設備的位置傳感器所求取的位置數據和/或從所述定位設備的系統參數中,導出用于導引所述定位設備的操作提示,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
將成像的定位設備尤其理解為這樣的裝置,其用于定位被隱藏在研究表面下的定位對象。所述定位設備有利地被設置用于:通過轉移定位(尤其由于相對于所述研究表面的移動或位移),在被隱藏在所述研究表面下的定位對象方面,執行連續地研究和測量所述研究表面。優選地,所述定位設備還用于至少以直觀地能夠理解的圖片的形式輸出(尤其定位結果的)測量結果并且在此意義中表現為“成像的”定位設備。“成像”由此尤其表征定位設備的性能,由于定位過程而提供所述定位結果的、尤其至少二維的圖片信息的圖像方面的展示并且將該展示輸出給所述定位設備的使用者。
將“轉換定位”尤其理解為在任意的方向上的所執行的移動、運動、位移、旋轉、轉動或相對于所述研究表面的定位設備的位置的和/或定向的另外方式的改變。
將研究表面尤其理解為關于隱藏的定位對象有待研究的物品或工件的表面。例如并且并不封閉地,所述工件能夠指的是建筑材料、壁、底部、蓋部、無縫地面、有機的產物(也尤其是體部的部分)和/或場地的部分。所述物體或所述工件能夠例如尤其由木、玻璃、塑料、混凝土、石、瓷磚、石膏、金屬、有機材料等。此外,在原則上也能夠研究液體。材料(該材料與有待研究的物體的材料不同或該材料的物理性質不同于有待研究的物體的材料的物理性質)的夾雜物表現為示例的定位對象。對于這樣的定位對象的典型的示例是電流線路、管、氣體線路、中空室、鋼筋等,它們隱藏在建筑物壁中。
所述成像的定位設備為了執行定位而具有至少一個定位裝置,該定位裝置設置用于:測定用于被隱藏在研究表面下的定位對象的定位數據。優選地,在所述定位時,不需要在所述定位裝置和有待定位的定位對象之間的直接的、尤其觸覺的接觸。應該將定位裝置尤其理解為一種裝置,其具有器件,該器件被設置用于:測定物理的和/或化學的參量并且轉換為電地能夠評估的信號,該參量能夠推斷出存在定位對象。優選地,定位裝置被設置用于:借助于評估電的和/或磁性的場變化或被照射進有待研究的材料的輻射的運行時間變化,偵測被隱藏在工件中的定位對象。尤其,所述定位裝置包括為了運行所述器件而必要的組件、電的電路等。優選地,所述定位裝置的所述器件具有由一個編組的傳感器形成的定位傳感器,該編組至少包括:電感式的傳感器、例如渦流傳感器、脈沖感應傳感器、發射-接收-傳感器或磁場傳感器,以及電容式的傳感器、AC傳感器、雷達傳感器、尤其超寬帶雷達傳感器和寬帶脈沖雷達傳感器、微波傳感器、超聲波傳感器、溫度傳感器、沖擊回波傳感器、勢場傳感器、電阻傳感器、傳導率傳感器、濕度傳感器、NMR傳感器等。
應該將“設置”尤其理解為專門地進行“編程”、“設計”和/或“配備”。應該將“將一個對象“設置”用于特定的功能”尤其理解為:該對象在至少一個使用狀態和/或運行狀態中滿足和/或實施此特定的功能或被設計用于滿足所述功能。
尤其,所述定位裝置、尤其定位裝置的定位傳感器在所述定位設備的相應的關于所述研究表面的測量位置處測定一個或多個傳感器原始值Sk,n,其中,指標k能夠表征所述定位傳感器的不同的傳感器值,并且指標n表征所述傳感器原始值對于相應的測量位置(xn,yn)的從屬性,在該測量位置處測量該傳感器原始值。定位裝置,尤其所述定位裝置的被設置用于運行所述定位傳感器的器件從定位傳感器的原始值Sk,n中計算傳感器值Sm,n。在最簡單的情況中,所述計算通過相同的構形,在復雜的情況中通過線性的構形,例如求和、 求差、加權,也或者非線性的構形,例如通過分類來實現。這些傳感器值Sm,n表現為所述定位裝置的在該專利的框架中所提到的定位數據。
為了確定所述相應的測量位置,所述成像的定位設備優選地具有位置傳感器。將位置傳感器尤其理解為一種裝置,該裝置設置用于:確定相對于所述研究表面的所述位置傳感器的當前的位置(優選地以及所述位置傳感器的定向)和由此所述定位設備的當前的位置并且以位置數據的形式輸出給所述定位設備,以用于進一步的處理。在此,所述當前的位置和/或定向能夠相對于或絕對于先前的位置和/或定向,尤其關于至少一個位置固定的基準點,尤其關于不依賴于所述定位設備的位置固定的基準點被測定。在一個優選的實施方式中,所述位置傳感器能夠例如構造為光學的和/或機械的行程路徑傳感器,其在一個運行狀態中測定定位設備在所述研究表面上的運動和/或轉動。作為備選方案或附加方案,所述位置傳感器也能夠基于其它的、對本領域技術人員表現為適當的測量方法,例如在使用慣性傳感裝置的情況下或在構造超聲波傳感器、氣壓傳感器或GPS傳感器的情況中。尤其,所述位置傳感器能夠具有由一個編組的傳感器形成的一個或多個傳感器,該編組至少包括:傾斜敏感的、角度敏感的、距離敏感的、位移敏感的、加速度敏感的以及轉動速率敏感的傳感器。由所述位置傳感器所求取的和所輸出的位置數據至少涉及在兩個方向上的坐標,該坐標確定在所述研究表面上的所述位置傳感器的和由此所述定位設備的位置,例如被代表作為關于所述研究表面的、至少二維的坐標對(xn,yn)。此外同樣能夠考慮的是,所述位置數據指的是多維的坐標,該坐標例如也考慮關于所述研究表面的所述定位設備的定向。所述位置數據能夠以帶有等距的間距的柵格為形式均勻地布置在所述研究表面上,或者優選地(跟隨所述定位設備關于所述研究表面的任意的運動行程)不均勻地分配在所述研究表面上。
將評估裝置理解為一種裝置,該裝置具有信息輸進部、信息處理單元以及信息輸出部。信息輸進部用于接納被借助于所述定位裝置所求取的定位數據以及被借助于所述位置傳感器所求取的位置數據。信息處理單元用于處理、尤其評估所接納的數據。所述信息輸出部用于繼續傳遞或輸出所加工的和/或所評估的數據給所述定位設備的另外的組件,尤其給至控制裝置和/或給至存儲裝置和/或給至數據通信接口和/或給至顯示裝置。有利地,所述評估裝置具有組件,該組件包括所述至少一個處理器、存儲器和帶有評估和計算程式的運行程序。尤其,所述評估裝置的電子的構件能夠布置在電板上。尤其優選地,所述評估裝置的電子的構件實現為微控制器的形式。此外,所述控制裝置和評估裝置能夠尤其優選地也構造為單個的構件。作為備選方案或附加方案,所述評估裝置也能夠與所述顯示裝置的組件構造為單個的構件。評估裝置至少被設置用于:通過將至少一個定位裝置的定位數據配設給位置數據,確定和/或提供至少二維的圖片信息尤其給所述定位設備的另外的組件,以便進一步進行處理。所述評估裝置還能夠優選地具有用于加工和/或分析定位數據和/和位置數據的評估程式,尤其調節程式、控制程式、分析程式、計算程式、配設程式、換算程式、統計的評估程式、濾波器等。尤其,所述評估裝置至少具有數學的程式,該程式能夠應用在數學的優化計算的框架中,優選地例如數字的算法等。
至少二維的圖片信息表現為多維的、尤其偽-多維的、但是至少二維的經評估的和/或經加工的關于被隱藏在研究表面下的定位對象的定位的信息。 在此,術語“至少二維”表征的是,圖片信息包含關于被隱藏在研究表面下的定位對象的至少在兩個方向上的、優選在兩個正交的方向上的信息。優選地,所述研究表面的兩個方向例如借助于所給定的和/或能夠固設的基準點能夠配設。優選地,所述兩個方向在所述研究表面的平面中、尤其沿著所述研究表面和/或在平行于研究表面布置的平面中延伸。優選地,至少二維的圖片信息至少包括關于被隱藏在研究表面下的定位對象的信息,該定位對象與所述定位設備的關于研究表面的在所述定位的定位時刻的二維的位置數據相關聯。優選地,在本專利的框架文中,應該將至少二維的圖片信息尤其理解為相關聯的定位和位置數據,其被設置用于:借助于顯示裝置至少部分地以圖片為形式向著所述定位設備的使用者輸出。至少二維的圖片信息能夠尤其涉及直接關于所述定位裝置的測量的信息或測量值,例如幅度、相位、松弛時間等。作為備選方案,至少二維的圖片信息也能夠涉及經解釋的和/或經加工的信息,例如方向信息、定位信號的定性的信號強度、深度信息、對于定位對象的存在的是/否-論斷等。在一個優選的實施方式中,所述至少二維的圖片信息以尤其多維的矩陣、表格、序列、列表等為形式被處理和/或存儲和/或輸出。尤其,所述至少二維的圖片信息(優選地以矩陣、表格、序列、列表等為形式)由于所述定位設備的關于所述研究表面的轉移定位而連續地擴展和/或更新和/或細化和/或覆蓋。
優選地,所述至少二維的圖片信息表現為內插的和/或外插的二維的圖片信息,在其中,至少對于所述二維的圖片信息的區域的一部分借助于所述評估裝置的內插或外插程式來求取定位信息,到目前為止沒有定位數據被提供給該區域。另外,優選地,在不帶有定位數據的區域的周圍環境中的至少二維的圖片信息的區域的定位數據被用于計算不帶有定位數據的區域的經內插或外插的定位信息。尤其,評估裝置被設置用于:內插來自一個區域的空間上的周圍環境的定位數據以用于求取內插值,并且另外加權來自該區域的周圍環境的定位數據。尤其,也將所述圖片信息的區域理解為被布置矩陣結構中的或細分在柵格中的至少二維的圖片信息的單個的區或柵格點。
優選地,從通過所述定位設備、尤其其評估裝置已經所求取的定位數據Sm,n(也即經處理的傳感器值)中,計算在位置坐標(柵格點)的優選等距的柵格上的至少二維的圖片信息Kμv,xy。 另外,定位數據Sm,n優選地對于這樣的柵格點(同義:位置坐標)被來自測量位置Rn處的已經所測量的定位數據內插,對于該柵格點到目前為止不存在由于定位過程的定位信息并且該柵格點位于已經經研究的測量位置(通過位置數據Rn = (xn,yn)的量來代表)的凸包內。作為備選方案或附加方案,也還能夠從在測量位置Rn處的已經所測量的定位數據中實現用于這樣的柵格點(位置坐標)的定位數據的外插,對于該柵格點到目前為止不存在由于定位過程的定位信息并且該柵格點位于已經經研究的測量位置Rn的凸包外。在這里,應將“內插”理解為已知的內插算法的所有的能夠使用的、尤其有意義的類型,借助于該內插算法能夠從一個區域的周圍環境中內插定位數據,以用于求取對于此區域的內插值。有利地,不僅來自柵格點的較近地或較遠地包括的周圍環境的定位數據(對于該柵格點應該分別執行內插)能夠用于估計用于至少二維的圖片信息Kμv,xy的經內插的定位數據。這樣的內插算法的示例表現為線性的和/或較高的尤其非線性的內插算法,尤其是基于德勞內三角、基于克里金-或反距離-加權的內插算法以及基于Voronoi-內插(最近鄰內插)的內插算法。在原則上也還能夠使用雷達-和/或超聲波-圖像給定辦法,例如“合成孔徑聚焦技術”(SAR,SAFT)。
優選地,此外能夠設置至少二維的圖片信息Kμv,xy,該圖片信息包含這樣的信息:是否在所述柵格點(柵格的位置坐標)處,優選地在任意的測量位置處,存在定位數據和/或多個定位數據。以這種方式,至少二維的圖片信息的這種實施方案表現為這樣的信息,從該信息中得到:是否對于可能的測量位置(位置數據)的一個區域,已經存在定位數據,或者說是否對于可能的測量位置的一個區域,已經存在顯著數量的定位數據。
根據本發明所建議的是,在使用定位設備的評估裝置的情況下,從借助于定位裝置所求取的定位數據和/或從借助于位置傳感器所求取的位置數據和/或從所述定位設備的系統參數中,導出用于導引所述定位設備的操作提示,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
由此有利地,在根據本發明的方法中,從當前的數據中,尤其從定位數據和/或從位置數據中和/或從系統參數中,導出用于導引所述定位設備的操作提示。在此,用于導引所述定位設備的操作提示表現為被設置用于輸出至所述定位設備的使用者的信息,該信息給與所述使用者具體的提示,例如尤其在哪個方向上必須導引、以及轉移定位所述定位設備,以便獲得對于涉及所述定位的圖片信息的經優化的獲益。這樣,能夠將操作提示理解為用于定位設備的環境敏感的和/或依賴于情況的使用者導引,該使用者導引對于所述定位設備的使用者易化了操作并且尤其允許被隱藏在研究表面下的定位對象的快速的和高效的定位。有利地,所述操作提示在給定的時刻關于尤其必須的和/或有意義的后續有待執行的測量步驟(也即尤其關于所推薦的測量位置,在該測量位置處有利地執行一個另外的定位側測量)來告知所述定位設備的使用者。
將系統參數理解為所有的必須的或有意義的、表征定位設備的特性的信息。優選地,這樣的系統參數已經在定位過程前已知和/或能夠確定。例如,系統參數能夠指的是表征所述定位設備的組件的信息,該信息表現為關于所述定位設備的工作方式和/或其結果的關鍵的影響參量和/或常數。例如,典型的系統參數能夠涉及對于定位裝置的測量準確性或對于評估裝置的處理速度的準確性說明和/或公差說明。 同樣,典型的系統參數能夠涉及關于所使用的內插算法等的特性的信息。優選地,所述系統參數表現為能夠定量的參量。
將“對于涉及定位的圖片信息的獲益”按照本方法理解為利用另外的尤其到目前為止不可供使用的圖片信息來豐富已經存在的至少二維的圖片信息。在此,優選地,把對于這樣的位置數據的定位數據容納到至少二維的圖片信息中,對于該圖片數據到目前為止不存在由于在相應的測量位置處的定位過程的定位信息,和/或對于該圖片數據到目前為止不存在由于內插的定位信息,和/或對于該圖片數據到目前為止不存在由于外插的定位信息。
將“對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益”理解為:只要所述定位設備根據本方法相應于所述操作提示被轉移定位以導引所述定位設備,結果造成了:尤其改善的、優選加強的、尤其優選最大化的對涉及所述定位的圖片信息的獲益。換而言之,在額外于在所述研究表面上的已經被研究的測量位置Rn的預先給定的數量的通過轉移定位有待移動靠近的在所述研究表面上的測量位置的情況中,尤其、優選強烈地、尤其優選得最大地提高涉及所述定位的圖片信息。
由此,優選地,能夠依賴于情況地始終尤其快速地和關于在所述研究表面上通過轉移定位所述定位設備而走過的距離始終尤其高效地實現對涉及所述定位的圖片信息的經優化的獲益。此外,通過在根據本發明的方法中導出對于導引所述定位設備的操作提示,減小了根據本發明的定位設備的錯誤操作的危險,因為使用者依賴于情況地關于待定的轉移定位步驟、尤其也以及其方向被告知并且由此能夠逐步地被導引以用于成功地使用所述定位設備。根據本發明的方法由此對于根據本發明的定位設備的使用者實現的是,甚至在復雜的定位關系中,保險地和目標導引地操作所述相應的定位設備。
此外,所述根據本發明的方法實現了計算用于成像的定位設備的信息和其轉換到具體的對所述使用者的用于導引所述定位設備的操作提示,該操作提示允許了:執行和/或實現所測量的定位數據的品質(和由此在定位數據被圖形地輸出給所述定位期間的使用者的情況中也以及所示出的定位數據的品質)的快速的和對于所述使用者較少繁瑣的改善。有利地,使用者在使用所述成像的定位設備時此外在解釋測量結果時被保護免受錯誤,尤其因為可靠地實現了找尋被隱藏的對象、例如是在墻中的鋼筋、管、纜線等。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,在使用評估裝置的情況下,通過優化目標函數來計算操作提示。
有利地,在根據本發明的方法中,能夠執行導出和找尋用于導引所述定位設備的操作提示的在數學上復雜的任務,在其中,實現了對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益,借助于該圖片信息來執行所述優化的數學上的辦法。通過限定和接下來優化目標函數,能夠以有利地簡單和快速的方式來找到基于導出所述操作提示的數學上復雜的任務的解決方案。尤其,所述有待解決的導出所述操作提示的任務指的是:優化系統,該系統包括經限定的、尤其依賴于情況的參數。尤其優選地,由此能把優化問題的解決并且由此導出用于導引所述定位設備的操作提示簡化到數值方法上,在該操作提示中,實現了對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
在此,尤其,將優化理解為:在所給定的、依賴于情況的條件下,在在表征所述依賴于情況的條件的參數或特性之間的折衷的意義下,獲得最好地能夠實現的結果。
為了執行所述根據本發明的方法,設置或限定了目標函數,該目標函數優選地由當前的數據、尤其由定位數據和/或由位置數據和/或由系統參數限定了當前至少二維的圖片信息的品質。通過優化所述目標函數,尤其通過所述目標函數的線性的和/或非線性的優化,求取的是,通過添加哪些數據、也即尤其通過添加在哪些另外的“所推推薦的”測量位置處的定位數據優選地更好地、尤其優選地最大化所述品質。在此,有利地,邊界條件能夠通過所述目標函數的準確的構造、尤其通過準確的定義來考慮。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述操作提示通過優化目標函數在考慮來自一個編組的參數的至少一個參數的情況下來計算,其中,該編組的參數至少包括:
-定位設備的位置數據的分布,
-在關于所述研究表面的所述定位設備的不同的位置處的定位數據的信噪比,
-關于所使用的評估和/或內插算法的特性的經驗認知,
-在相鄰的定位數據的關聯中的偏差,
-經驗的和/或在定位期間所獲得的關于對于在定位設備的相對于所述研究表面的預期的和實際的位置之間的偏差的概率的認知。
“在考慮參數的情況下計算目標函數”尤其表示:所述相應的參數流進有待優化的目標函數,并且由此給定了所述目標函數(和由此以及所獲得的解決方案)與所述相應的參數的數學上的相關性。
在此,來自所述編組的參數中的參數能夠單個地或在組合中被考慮在所述目標函數中。尤其也要注意的是,目標函數依賴于所求取的定位數據和/或依賴于所求取的位置數據和/或依賴于定位設備的系統參數并且由此優選地匹配至測量情況地(尤其優選地關于情況地)能夠被不同地限定。以這種方式能夠實現的是,所述目標函數關于情況地考慮單個地或在不同的組合中考慮來自至少所述編組的參數中的不同的參數。
優選地,能夠可選地形成基于所述優化的目標函數,從而在根據本發明的方法中,要么由于通過所述使用者進行的手動的選擇要么由于通過定位設備進行的自動的選擇,使用不同的目標函數。
所提到的參數分別表現為用于有待優化的目標函數的問題情況或邊界條件、數學上來講的輔助條件。所述目標函數優選地在考慮此參數的情況下被優化,以便導出操作提示,該操作提示導致被匹配至給定的尤其依賴于情況的邊界條件的經優化的對涉及定位的圖片信息的獲益。所述參數尤其代表下述的邊界條件:
邊界條件1:若柵格點(對于該柵格點借助于內插來計算定位數據)與已經所求取的定位數據的位置數據Rn相距得越遠,則關于能夠在這些柵格點(同義:位置坐標)處通過內插和/或外插來計算的定位數據的保險性越小。由此,在一個優化中優選的是較小的間距。
邊界條件2:在特定的位置Rn處(在其處,已經利用所述定位設備測定到定位數據),信噪比(例如以傳感器為條件或通過外部的影響造成)較小。在該情況中,通過提高在相對于已經所執行的定位過程的測量位置Rn的鄰近的周圍環境的定位過程的數量或作為備選方案通過提高在相對于已經所執行的定位過程的測量位置Rn的鄰近的周圍環境中的測量持續期間,能夠實現信噪比的提高。在區域(在其中,存在不利的信噪比)中的測量位置的和/或測量持續期間的提高由此在一個優化中是優選的。
邊界條件3:內插算法關于帶有從屬的定位數據的位置數據Rn部分地具有優選分布,對于該位置數據,所述內插算法提供最佳的內插結果。在在特定的方向上走向的定位對象中,由此所述內插算法的選擇或借助于內插算法有待內插的定位數據的選擇具有對所述內插結果的保險性的影響。在優選分布的方向上走向的定位數據的內插由此在一個優化中是優選的。
邊界條件4:所述位置傳感器提供有誤的或僅不準確的位置數據,其誤差關于時間尤其能夠被累加。這點能夠導致所述定位設備的實際位置與所述定位設備的經估計的額定位置的偏差。定位值因此能夠配設給錯誤的位置數據Rn。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述目標函數被定義為間距參量與平均的間距參量的偏差的總和,其中,所述間距參量對于所有的柵格點的至少一個子集的每個柵格點被計算作為所述柵格點與N個最接近的測量位置Rn的平均的間距,并且所述平均的間距參量被計算作為所述間距參量的平均值。
以這種方式,能夠有利地評價:是否在測量位置Rn處(在其處,已經執行了一個定位過程)的所述定位數據適用于:通過在至少二維的圖片信息的柵格點處的相鄰的定位數據的內插來完整化所述至少二維的圖片信息。 另外,尤其把在柵格點和測量位置Rn之間的間距考慮作為標準。對于每個柵格點,確定與所有的測量位置Rn的平均的間距。然后,所述目標函數的優化導致一個解決方案,尤其導致用于導引所述定位設備的操作提示,對于該操作提示,由于遵循了該操作提示,則對于所有的柵格點的所有的平均的間距是相同的。通過遵照由此所獲得的操作提示,以已經存在的在測量位置Rn處的定位數據為出發點,能夠獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
這樣,在考慮在柵格點(也即至少二維的圖片信息的這樣的位置坐標(柵格點):在其處,位置數據通過內插來計算和/或已被計算)和實際的測量位置Rn(也即這樣的位置數據:在其處,定位數據已經通過定位被測量)之間的平均的間距的情況下,定義所述目標函數。在根據本發明的方法中,通過優化所述目標函數、尤其最小化目標函數,導出了操作提示作為該優化問題的解決方案。此操作提示允許:只要使用者相應于此操作提示導引所述定位設備,則在添加所給定的、盡可能小數量的另外的在所述研究表面上有待執行的(所推薦的)在測量位置Rn’處測量的情況下,獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
對于所述數量的(在幾何上)最接近的測量位置Rn(對于其,計算平均的間距),能夠考慮不同的實施方式。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述間距參量被計算作為一個柵格點與最接近的測量位置Rn的最小的間距。N由此對應1。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述間距參量被計算作為一個柵格點與最接近的測量位置Rn的平均的間距。N由此對應測量位置的數量,在該測量位置處,已經執行了定位過程。
此外,能夠考慮對于所述最接近的測量位置Rn的數量的另外的有意義的值,例如2、4等,在該測量位置處,計算所述平均的間距。
要指出的是,將“平均的間距”雖然在統計的意義中理解為平均的間距,例如中值、算術上的平均值、幾何上的平均值、諧和的平均值、平方的平均值、立方的平均值等。但是,所述平均的間距不限于所提到的示例。此外,由此,在所述根據本發明的方法中,為了限定所述平均的間距,也能夠使用其它的、對本領域技術人員表現為有意義的用于求取頻次的或概率分布的預期值的計算規定。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,目標函數被定義為一種分布函數,其中,該分布函數的值在一個位置處利用在該位置的周圍環境中的所述定位數據的離差進行放縮,并且該放縮因數依賴于在該周圍環境中的定位數據的數量。
額外于已經所求取的在測量位置Rn處的定位數據,另外的定位數據應該通過在所推薦的測量位置處、尤其在另外的測量位置Rn’處(也即在借助于所述優化方法所計算的測量位置處)的另外的定位測量被求取,以便能夠利用這些定位數據有利地豐富所述至少二維的圖片信息。從已經存在的定位數據中,定義了目標函數,該目標函數所基于的想法是,另外的“所推薦的”測量位置通過優化來確定,該測量位置關于所述有待創建的圖片信息獲得了特別的重要性。尤其,所述目標函數優選地借助于統計上的分布函數來定義,在該分布函數中,已經所測量的在測量位置Rn處的定位數據的空間上的密度以及其離差在可能的另外的測量位置的經限定的、能夠預先設定的周圍環境內對于有待計算的可能的測量位置被研究。將所述可能的測量位置理解為任意的另外的測量位置,也即尤其是任意的位置坐標,該位置坐標尤其不依賴于柵格。由此,以已經所求取的定位數據的特性分布(例如被定義為盡可能明確地識別的在一個柵格點的周圍環境中的定位數據的序列的數量)為出發點,能夠定義和優化所述目標函數。優選地,給這樣地可能的測量位置(其在其經限定的周圍環境中具有已經所測量的定位數據的高的密度,尤其優選地高的離差)配設高的重要性。尤其優選地,給在這些可能的測量位置的附近的另外的可能的測量位置配設還要更高的重要性。此目標函數的優化、尤其最大化得到了預先給定的數量的這樣的所推薦的測量位置Rn’:其添加在定位過程中得到了對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。在此,所推薦的測量位置Rn’首先位于已經被接近的測量位置的周圍環境中,在其經限定的周圍環境中,已經存在所測量的定位數據的高的密度、優選地高的離差。此外優選地,計算了幾個另外的經推薦的測量位置Rn’,該測量位置位于所述經限定的周圍環境的外部。所述定位數據的與先前在此周圍環境中所記錄的定位數據的關聯尤其有利地允許位置偏差的以及其減小的尤其好的確定。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,在使用評估裝置的情況下,將所述操作提示計算作為至少一個軌跡,沿著該軌跡導引所述定位設備,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
將所述至少一個軌跡尤其理解為路徑和/或彎道。優選地,所述至少一個軌跡表征關于所述研究表面的路徑和/或彎道。所述至少一個軌跡表現為所述操作提示的優選的代表和/或實施,沿著該軌跡導引所述定位設備,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。由此,所述至少一個軌跡至少的這樣的所推薦的測量位置Rn’:其添加在所述定位過程中得到了對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。尤其,在使用所述至少一個軌跡的情況下,能夠展示所述定位設備的有待執行的轉移定位的在時間上的次序,也即通過所述定位設備的轉移定位有待操控的所推薦的測量位置Rn’的順序。所述至少一個軌跡有利地允許操作提示的尤其直觀的展示和解釋。
除了所述至少一個軌跡,也能夠尤其實現另外的軌跡。例如,這樣的另外的軌跡能夠表現為經更新的軌跡和/或這樣的軌跡:其僅覆蓋研究表面的受限的區域和/或表現為包括多個單個子軌跡的軌跡等。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述至少一個軌跡借助于旅行商算法從這樣的(所推薦的)測量位置Rn’中計算,其進行到所述定位過程中的添加得到了對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
這樣,能夠通過一個另外的優化步驟在根據本發明的方法中計算、優選揀選、尤其優選地優化有待操控的所推薦的測量位置Rn’的順序。由此尤其能夠實現的是,所述至少一個軌跡(能夠被解釋為彼此相繼地有待操控的測量位置Rn’的連接)有利地具有尤其短的、優選最小的路段長度。由此,能夠導出以關于路段長度經優化的至少一個軌跡為形式的操作提示,該軌跡貢獻于尤其快速和高效地能夠執行的定位過程。
此外,從所述定位設備向著所述使用者輸出的操作提示、尤其所述至少一個軌跡以及流進其中的由所述使用者可以解釋的策略表現為尤其智能。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述至少一個軌跡以在顯示裝置上所展出的線條為形式和/或以在顯示裝置上所展出的目標點為形式被輸出。
將顯示裝置理解為一種裝置,該裝置設置用于:至少以線條為形式和/或以目標點為形式輸出至少一個軌跡。就此而論,應將顯示裝置尤其理解為一種裝置,該裝置具有優選地扁平的、二維的顯示元件,該顯示元件被設置用于在圖像上以線條為形式和/或以目標點為形式顯示或輸出所述至少一個軌跡。所述顯示裝置另外與所述評估裝置和/或與所述定位設備的控制裝置相連,以用于傳達數據。在此,所述顯示裝置能夠借助于數據線纜或無線地與所述評估裝置和/或與所述控制裝置相連。能夠考慮的是,所述評估裝置集成在所述顯示裝置中,或者所述顯示裝置也與所述評估裝置的組件構造為單個的構件。顯示裝置的扁平的顯示元件能夠有利地例如被實現作為液晶顯示部、OLED顯示部、LED顯示部、顯示屏或投影器,該顯示屏被設置用于其它的合適的顯示技術。也能夠考慮的是,所述顯示部構造為有3D功能并且包括器件,該器件被設置用于:在一個使用者的情況中傳達三維的圖像展示。優選地,所述顯示裝置被設置用于展示灰度、尤其優選地用于展示顏色。由此優選地,所述至少一個軌跡在使用顏色編碼或灰度編碼的情況下能夠輸出至所述定位設備的使用者。通過借助于所述顯示裝置展出和輸出所述至少一個軌跡至所述定位設備的使用者,能夠提供尤其緊湊的、靈活的和直接能夠應用的定位設備。
原則上同樣能夠考慮的是,所述顯示裝置僅構造為與所述定位設備分離并且經過無線的連接相連以用于傳達輸出值,例如經過點對點連接、Ad hoc連接、無線連接、藍牙連接等。
優選地,所述由顯示裝置所展示的至少一個軌跡被設置用于通過人觀察者進行解釋。在一個優選的實施方式中,所述至少一個軌跡以線條為形式和/或以目標點為形式被輸出,其中,所述線條表現為所述有待操控的(經推薦的)測量位置Rn’的連接。所述目標點要么在所述展示中僅反映了所述有待操控的測量位置Rn’的位置,要么同樣表現為所述有待操控的測量位置Rn’的連接,但是只不過被限縮到很多個重要的和/或顯著的目標點,該目標點用于所述使用者的導向和尤其用于在借助于所述顯示裝置所輸出的關于所述研究表面的軌跡上的傳輸。從所述至少一個軌跡優選地直接可見的是,在所述研究表面的哪些位置處、也即尤其在從所述定位設備向外的哪些方向上看,另外的所推薦的測量位置必須通過所述定位設備的轉移定位來接近,以便在那里分別執行至少一個定位,該定位導致對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
所述至少一個軌跡、尤其線條和/或目標點能夠例如比例正確地關于所述研究表面、尤其在使用繪圖比例的情況下得到展示。以這種方式,有待操控的測量位置的位置至所述工件的尤其簡單的傳輸是可能的。尤其,按比例的以及不按比例的展示能夠用于輸出至所述定位設備的使用者。作為備選方案或附加方案,能夠使用所述至少一個軌跡的、尤其線條的和/或目標點的依賴于情況地經放縮的展示。
作為備選方案或附加方案,所述至少一個軌跡也能夠在單個的子軌跡中、例如單個的路段區段中(該路段區段暗示了所述定位設備在一個方向上的轉移定位,該路段區段優選地彼此相繼地在達到相應最接近的有待操控的經推薦的測量位置前被展出)輸出至所述定位設備的使用者。
要注意的是,所述顯示裝置、尤其所述顯示元件,除了輸出所述至少一個軌跡外,也能夠被設置用于輸出或展示圖片以及另外的、對于操作和控制所述定位設備相關的、必要的和/或有意義的工作參數。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述至少一個軌跡通過在使用顯示裝置的情況下被展出作為圖片的至少二維的圖片信息的著色和/或進行改變的透明度來輸出。
尤其,所述顯示裝置被設置用于:處理以尤其多維的矩陣、表格、序列、列表等為形式所提供的至少二維的圖片信息并且作為圖片展示在顯示單元上、例如顯示器上。優選地,在此,所述顯示裝置被設置用于展示以經顏色編碼的或經灰度編碼的圖片信息為形式的至少二維的圖片信息。在此,所述顯示裝置有利地設置用于:將定位信息、尤其定位數據轉化為對于圖像反映的展示屬性,例如轉化到灰度值等級、灰度值走勢的灰度值、色調等級、顏色走勢的色調、亮度等級、亮度走勢的亮度值、飽和度等級、飽和度走勢的飽和度值和/或樣式和/或符號。優選所述顯示裝置被設置用于:將圖片作為至少二維的圖片信息的圖像的展示進行輸出。就此而論,應將圖像的展示或顯示部尤其理解為所述定位數據的光學的、優選基本上按比例的和位置分辨的反映。有利地,所展示的圖片關于通過所述定位設備的轉移定位所研究的所述研究表面的區域反映了所述研究表面。優選地,所述圖像方面的顯示被設置用于通過人觀察者進行解釋。在一個優選的實施方式中,所述圖片作為二維的圖像被輸出,該圖像表現為在所述研究表面下的所述定位關系的映象。從所述圖片優選地可見的是,在研究表面的哪些位置處、也即尤其在哪些方向的情況下從所述定位裝置起觀察,偵測到定位對象。在一個示例的實施方式中,所述至少二維的圖片信息的所顯示的截取部分能夠具有一種圖像比例,該圖像比例對應于在所述顯示元件中的圖片信息的延伸與所述研究表面的所配設的區域的延伸的比例。所述圖像比例有利地對于第一維度和對于第二維度具有相同的圖像比例。尤其優選地,所述圖像比例能夠通過定位設備的使用者改變,從而被展示在所述顯示元件中的圖片信息能夠被放大或縮小和由此縮放。此外,按比例的以及不按比例的展示能夠用于輸出至所述定位設備的使用者。
優選地,所述顯示裝置被設置用于:通過較高的處理速率和展示速度,對于所述定位設備的使用者造成的印象是,對于利用所述定位設備駛越的區域的定位數據直接地、優選地實時地被評估并且作為定位和/或圖片信息被展示。以在實時中的展示尤其表示的是,在在所述顯示元件上完成展示所述定位信息前的通過顯示裝置進行的所述設備內部的處理持續期間計為少于2秒、優選地少于1秒、尤其優選地少于0.5秒。
在使用借助于所述顯示裝置所展示的圖片的情況下,對于所述定位設備的使用者可能的是,通過利用所述定位設備連續地經過研究表面來生成并且同時展示至少二維的圖片信息。由此,定位設備的使用者獲得了以直觀的方式能夠解釋的圖片,從該圖片可見涉及所述研究表面的定位信息。利用由于所述定位設備的關于所述研究表面的轉移定位的對研究表面的連續的測量,所述定位設備的使用者獲得了概況的、直觀和簡單地能夠解釋的至少二維的圖片。
根據本發明,所述至少一個軌跡通過所述圖片的著色和/或進行改變的透明度而輸出至所述定位設備的使用者。以這種方式,能夠以尤其直觀的和簡單的方式來實現所述軌跡的可理解的展示。
在用于運行成像的定位設備的根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,在使用方向指標、尤其箭頭的情況下輸出所述至少一個軌跡的走勢。
優選地,所述方向指標表現為經簡化的和直觀地可理解的對于所述至少一個軌跡、尤其其走勢的解釋輔助和/或展示輔助,該方向指標為所述定位設備的使用者易化了在所述研究表面上的最接近的有待觸發的(經推薦的)測量位置的找尋。
在一個優選的實施方式中,方向指標以箭頭的形式被輸出給定位設備的使用者。這樣,能夠實現所述至少一個軌跡的尤其簡單的和同時尤其直觀地可理解的展示。優選地,所述方向指標、尤其箭頭指示了所述至少一個軌跡的走勢。在此,所述方向指標、尤其箭頭表現為以方向預設為形式的所述至少一個軌跡直至最接近的有待操控的測量位置的走勢,所述定位設備必須被在該方向預設中轉移定位,以便在最短的行程上到達相應的所推薦的測量位置。由此,所述箭頭顯示了用于所述定位設備的轉移定位的有待進入的方向。同樣還能夠設置的是,將距離輸出給使用者,該距離表現為所述間距,所述定位設備在相應的方向上必須以該間距進行轉移定位,以便到達所述相應的所推薦的測量位置。
作為備選方案或附加方案,方向指標也能夠被展示為和/或實現為其它的、尤其合成的元件,例如以線、紋、三角、正方形、矩形、符號等為形式。例如,定位設備的有待執行的或經推薦的轉動運動通過在相應的方向上轉動的圓進行輸出。
優選地,所述方向指標、尤其箭頭能夠借助于所述顯示裝置展示。尤其,所述方向指標、尤其箭頭能夠與借助于所述顯示裝置展示的圖片疊加和/或疊化地進行輸出。作為備選方案或附加方案,至少一個信號輸出裝置能夠被設置用于:將方向指標、尤其箭頭輸出給定位設備的使用者。在此,將信號輸出裝置理解為任意的、對本領域技術人員作為有意義表現的輸出裝置,該輸出裝置設置用于:將方向指標、尤其箭頭光學地、聲學地和/或觸覺地輸出給使用者。例如,信號輸出裝置能夠指的是LED顯示元件,其直接靠置在四個棱邊處地布置在所述定位設備的在使用該定位設備時朝向使用者的側部上。借助此LED顯示元件,能夠尤其通過相應的LED顯示元件的發亮來輸出方向指標,該方向指標表示這樣的方向,在該方向上,所述定位設備必須轉移定位,以便到達所述相應的測量位置。
有利地,能夠通過所述至少一個軌跡的走勢的輸出,在使用方向指標、尤其箭頭的情況下,實現所述至少一個軌跡、尤其所述至少一個軌跡的子軌跡的尤其可理解的展示。
在一個實施方式中,在使用方向指標的情況下所輸出的所推薦的測量位置的到達能夠通過所述使用者來確認,例如通過按鍵壓力或通過所述定位設備的靜止狀態。作為替代方案能夠設置的是,所述定位設備例如在使用由位置傳感器提供的位置數據的情況下自動地記錄所述在使用方向指標的情況下所輸出的所推薦的測量位置的到達。
緊接著到達所推薦的測量位置的是,輸出方向指標,該方向指標此時表現為所述至少一個軌跡直至最接近的有待操控的所推薦的測量位置的走勢。只要定位設備的使用者遵循方向指標連續地在相應的方向上轉移定位,則該使用者有利地遵循最短的路程,在該路程上預期對于涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
要注意的是,在根據本發明的方法的一個實施方式中,操作提示、尤其所述至少一個軌跡也能夠以游戲為形式輸出給使用者,例如以這樣的游戲為形式:在其中,所述使用者遵循特定的游戲圖或者必須逃離這些游戲圖(參照游戲吃豆人),或者以這樣的游戲為形式:在其中,任務在于收集“超值服務”。在這樣所構造的方法中,改善所顯示的定位數據的顯示品質能夠在游戲方面并且由此尤其娛樂地和/或消遣地進行。
此外,建議了根據本發明的成像的定位設備,尤其手持的定位設備,其帶有至少一個定位裝置,該定位裝置設置用于:測定對于被隱藏在研究表面下的定位對象的定位數據;用于測定所述定位設備關于所述研究表面的位置數據的位置傳感器;評估裝置,其被設置用于:通過將定位數據配設給位置數據來確定至少二維的圖片信息,其中,所述評估裝置設置用于:從定位數據和/或位置數據和/或系統參數中計算操作提示、尤其計算至少一個軌跡,所述定位設備沿著該軌跡導引,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
根據本發明的定位設備、尤其手持的定位設備設置用于:實施根據本發明的方法,在其中,在使用的評估裝置情況下,從定位數據中和/或從位置數據中和/或從定位設備的系統參數中,導出用于導引所述定位設備的操作提示,以便獲得對涉及定位的圖片信息的經優化的獲益。
將手持的定位設備應該尤其理解為:所述定位設備在不帶有輸送機器的輔助措施的情況下僅能夠利用手、尤其利用一個手輸送。尤其,所述定位設備即使在定位過程期間也能夠在被定位過程的使用者自由地實施的運動中、尤其沿著兩個方向自由的運動中被手持地導引經過研究表面。將自由的運動尤其理解為一種運動,其不依賴于用于所述定位設備的轉移定位的、尤其用于所述定位設備的運動或運動行程的預先給定的柵格或預先給定的道。
根據本發明的定位設備優選地具有殼,該殼至少容納所述定位設備的關鍵的功能組件。尤其,所述殼容納至少一個控制裝置、定位裝置、位置傳感器、評估裝置、輸進和/或輸出裝置、尤其顯示裝置以及能量供應裝置。
尤其,所述組件在其總體積中多于50%、優選多于75%并且尤其優選地100%地安置在所述定位設備的殼中。優選地,所述手持的定位設備能夠具有把手或抓持區域,利用其能夠使得所述定位設備導引經過有待研究的對象的研究表面。所述手持的定位設備的質量尤其計為少于5 kg、有利地少于3 kg并且尤其有利地少于1 kg。以這種方式,能夠實現以輕便地單手通過使用者能夠導引的定位設備為形式的尤其緊湊的定位設備。此外,所述定位設備的組件以這種方式能夠有利地通過所述定位設備的殼在損傷和環境影響前、例如在潮氣和灰塵的擠進前得到保護。
所述定位設備還具有用于操控定位設備的功能組件的、尤其用于操控至少所述定位裝置、位置傳感器、評估裝置、優選地以及輸進和/或輸出裝置、數據通信接口、存儲裝置以及另外的、對本領域技術人員作為有意義表現的組件的控制裝置。應該將控制裝置尤其理解為帶有至少一個控制電子裝置的裝置,該控制電子裝置具有用于與所述手持的定位設備的其它的組件進行通信的器件。尤其,所述控制裝置被設置用于:依賴于至少一個使用者輸進和/或評估裝置的評估結果來設定所述定位設備的至少一個的運行功能參數。有利地,所述控制裝置的控制電子裝置能夠理解為與存儲單元以及與被存儲在存儲單元中的運行程序相連的處理器單元,該運行程序在所述控制過程期間被實施。尤其,所述控制裝置的電子的構件能夠布置在優選地以微控制器為形式的電板或電路板上。尤其有利地,所述控制裝置還能夠被設置用于:控制整個定位設備并且實現其運行。
定位設備的能量供應裝置設置用于:在啟動時和在運行期間利用電能來供應所述定位設備。優選地,此裝置指的是與電網無關的蓄能器、尤其蓄電池、電池組、燃料電池、電容器、另外的對本領域技術人員作為有意義表現的蓄能器或其組合/擴大。優選地,尤其帶有電池化學的蓄電池適用于定位設備的能量供應,該電化學提供了高的功率密度和/或能量密度。此時例如鋰-和鋰-離子-電池化學的蓄電池、尤其磷酸鐵鋰-、鋰錳氧化物-、氧化鋰鎳鈷錳、超鋰的鋰鎳鈷錳氧化物-、鋰硫-、鋰聚合物-、和鋰-氧-蓄電池從屬于此。優選地,用于能量供應的裝置具有能夠解除的形狀配合連接接口和/或傳力配合連接接口。就此而論,應該將“能夠解除”尤其理解為能夠無破壞地分離。由此,用于能量供應的所述裝置優選地能夠取下和能夠更換地布置在所述定位設備處。尤其優選地,所述能夠取下的用于能量供應的裝置能夠在所述定位設備中和/或外能夠再次利用來自電網的能量來供應和充電。在一個備選的或附加的實施方式中,所述定位設備為了其能量供應也能夠具有電網接頭。
在根據本發明的定位設備的一個有利的實施方式中,所述定位設備具有輸進裝置以用于輸進工作參數和/或輸出裝置以用于輸出工作參數。在此,工作參數指代定位設備的所有的必要的和/或有意義的尤其用于其控制的運行參數以及涉及所述測量結果的評估的參數。
將輸進裝置應該尤其理解為一種器件,其設置用于:從定位設備的使用者接收至少一個信息并且繼續傳導至所述控制裝置和/或評估裝置。輸進裝置能夠例如實現為的使用者接口的形式和/或在使用另一個器件的情況下被實現。在此,使用者輸進能夠尤其經過聲學的、光學的、支持姿勢的和/或觸覺的輸進來執行。例如,所述輸進裝置能夠包括促動元件、鍵盤、顯示器、尤其觸控顯示器、語音輸進模塊、姿勢識別單元和/或指示定位設備(例如鼠標)。此外,所述輸進裝置能夠額外地也存在于所述定位設備的外部、尤其例如以外置的數據設備、例如智能手機、平板PC、PC為形式的或以其它的對本領域技術人員表現為有意義的外置的數據設備(該數據設備經過數據通信接口與所述控制裝置和/或所述定位設備的評估裝置相連)為形式的定位設備的外部。后者尤其有利,當所述外置的數據設備允許和/或支持所述定位設備的經擴展的功能、例如專門經加工的輸進可行方案等時。
將輸出裝置應該理解為至少一個器件,該器件設置用于:將至少一個進行變換的信息聲學地、光學地和/或觸覺地輸出至定位設備的、尤其所述定位設備的使用者。這點能夠例如借助于顯示器、觸控顯示器、聲音信號、運行參數的改變、振動發送器和/或LED顯示部來實現。在一個尤其優選的實施方式中,所述輸出裝置能夠被實現作為至少一個顯示裝置。有待輸出的信息、例如評估結果和/或涉及所述定位設備的運行狀態的信息也還能夠輸出給所述定位設備的功能組件、尤其輸出給控制裝置、存儲裝置、至少一個定位裝置、位置傳感器、評估裝置和/或尤其為了提高使用者舒適性而輸出至處理數據的系統。后者至少也包括將信息輸出至外置的設備、例如智能手機、平板PC、PC以及其它的對本領域技術人員表現為有意義的外置的數據設備,該數據設備經過數據通信接口與所述控制裝置和/或所述定位設備的評估裝置相連。
所述輸進裝置以及輸出裝置能夠有利地直接安置在所述定位設備的殼中。優選地,所述輸進裝置和/或輸出裝置然后布置在在該定位設備的使用中朝向所述定位設備的使用者的殼側中。殼側尤其指的是所述殼的將所述定位設備直向著其周圍環境進行限定的外壁。將“布置在殼側中”應該理解為:所述輸進裝置和/或輸出裝置在所述殼側上裝進、安設或另外緊固在其表面中。尤其,所述殼也能夠本身是輸進或輸出裝置的組成部分。作為備選方案或附加方案,所述輸進和/或輸出裝置也能夠轉移和例如經過外置的裝置來實現。后者的實現可行方案明確地包括經過連線的和/或無線的外置的系統例如遠程操作部、計算機控制部、平板PC和/或其它的移動式設備、例如移動電話、智能電話等來控制、評估和輸出定位結果。
在根據本發明的定位設備的一個優選的實施方式中,所述定位設備具有至少一個第一顯示裝置,該顯示裝置設置用于:展示至少一個操作提示、尤其所述至少一個軌跡。
在根據本發明的定位設備的一個優選的實施方式中,所述定位設備具有至少一個第二顯示裝置,該顯示裝置設置用于:至少展示所述至少二維的圖片信息作為圖片。
要注意的是,所述第一顯示裝置和所述第二顯示裝置優選地也能夠被實施為相同的顯示裝置。
在根據本發明的定位設備的一個優選的實施方式中,所述定位設備具有至少一個信號輸出裝置,該信號輸出裝置設置用于:光學、聲學和/或觸覺地輸出方向指標。
優選地,方向指標借助于信號輸出裝置被輸出至所述定位設備的使用者。在此,將信號輸出裝置理解為任意的、對本領域技術人員作為有意義表現的輸出裝置,該輸出裝置設置用于:將方向指標、尤其箭頭光學地、聲學地和/或觸覺地輸出給使用者。例如,信號輸出裝置能夠指的是LED顯示元件和/或經照亮的箭頭和/或揚聲器和/或振動發送器和/或指的是投射單元等。
在所述定位設備的一個優選的實施方式中,所述信號輸出裝置能夠被實現為LED顯示元件,其直接靠置在四個棱邊的中部地被布置在所述定位設備的在使用該定位設備時朝向使用者的側部上。借助此LED顯示元件,能夠尤其通過相應的LED顯示元件的發亮來輸出方向指標,該方向指標表示這樣的方向,在該方向上,所述定位設備必須轉移定位,以便到達所述相應的測量位置。
此外,在根據本發明的定位設備的一個有利的實施方式中,至少一個存儲裝置被設置用于:存儲測量結果、尤其定位結果和/或定位數據和/或位置數據和/或至少二維的圖片信息和/或工作參數。將存儲裝置應該尤其理解為電子的數據存儲器,其包括為其操控所需的器件。存儲裝置被設置用于存放和用于調出測量結果和/或定位信息和/或工作參數和/或其它的在所述定位設備的運行的框架中所需的或有意義的數據。尤其,所述存儲裝置被設置用于:將定位數據和/或經評估的定位信息、優選至少二維的圖片信息、至少暫時地進行存儲和/或調用。原則上同樣能夠考慮的是,所述存儲裝置設置用于存放和用于調出數據組分。
優選地,所述存儲裝置構造為被評估裝置和/或控制裝置能夠寫進的和能夠讀取的存儲器。所述存儲裝置能夠包括對于外置的和內置的電子的、尤其數字式的存儲器的所有的形式,例如RAM模塊或集成電路。作為備選方案或附加方案,所述存儲裝置能夠尤其也被設置用于:寫進和讀取能夠變化的存儲介質、例如內存芯片、USB記憶棒、記憶棒、記憶卡、SD卡等。在一個優選的設計方案中,所述存儲裝置能夠集成在評估裝置和/或控制裝置和/或輸進裝置和/或輸出裝置和/或數據通信接口中,也即例如構造為所述評估裝置的存儲器的一部分。
在根據本發明的定位設備的一個有利的實施方式中,數據通信接口被設置用于尤其無線的通信,借助該數據通信接口能夠使得定位設備交換數據、尤其測量結果、尤其定位結果,和/或發送和/或接收定位數據和/或位置數據和/或至少二維的圖片信息和/或工作參數。所述數據通信接口在信號技術方面至少連接至所述控制裝置和/或定位設備的評估裝置。優選地,所述數據通信接口使用標準化的通信協議以用于傳輸電子的、尤其數字式的數據。有利地,所述數據通信接口包括無線的接口、尤其例如WLAN、藍牙、紅外線、NFC、RFID接口或其它的對本領域技術人員表現為有意義的無線的接口。作為備選方案或附加方案,所述數據通信接口也能夠具有適配器以用于連線纜的數據傳輸,例如USB適配器或微型USB適配器。
有利地,借助于所述數據通信接口能夠將測量結果、尤其定位結果和/或定位數據和/或位置數據和/或至少二維的圖片信息和/或工作參數從所述定位設備發送至外置的數據設備、例如智能電話、平板PC、PC、打印機或其它的對本領域技術人員表現為有意義的外置的設備或從這些進行接收。借助于所述根據本發明的構造方案,能夠有利地實現數據的傳輸,該傳輸能夠用于進一步評估利用所述定位設備經測定的測量信號和/或至少二維的圖片信息。有利地,還能夠實現和接入多樣的額外功能,該額外功能也尤其要求與智能電話(尤其經過可編程的APP)或類似的便攜式的數據設備的直接的通信。這些能夠例如包括自動化的評估功能、固件升級、數據再處理、數據加工、與其它設備的數據比較等。
附圖說明
本發明借助在附圖中展示的實施方式在后續的說明中具體地解釋。附圖、說明書和權利要求書包含了在組合中的大量的特征。本領域技術人員將針對性地以及單獨看待所述特征以及將其構成其他有意義的組合。在附圖中的相同的附圖標記指代相同的元件。
圖示:
圖1是根據本發明的定位設備的構造方案的透視的側視圖,
圖2是根據本發明的定位設備的相同的構造方案的俯視圖,
圖3是根據本發明的定位設備的構造方案的示意側視圖,
圖4是在方法圖表中的按照本發明的方法的實施方式的示意圖;
圖5是定位設備在其使用期間在有待研究的對象處的實施方式的示意圖,
圖6是對于目標函數的實施方式的示意的圖解,
圖7是對于目標函數的備選的實施方式的示意的圖解。
具體實施方式
圖1和圖2在透視圖中或在簡化的示意的視圖中示出了根據本發明的成像的定位設備10的示例的實施方式的兩個視圖。在圖3中在簡化的示意側視圖中展示了定位設備10的根據本發明的實施方式。所示的定位設備10實現為手持的定位設備10’。示例實施的定位設備10具有殼12、輸進裝置,該輸進裝置以適用于接通和斷開所述定位設備10的促動元件14以及用于啟動和配置測量過程和用于輸進工作參數的接觸敏感的顯示元件16為形式。所述接觸敏感的顯示元件16是顯示裝置18的一部分,該顯示裝置還用于展示和輸出工作參數和/或評估結果、尤其以圖片22形式的、尤其以至少二維的圖片22形式的至少二維的圖片信息20(參見尤其圖5)。
定位設備10為了輸送和為了其導引而擁有手柄24。手柄24、促動元件14以及顯示元件16位于所述定位設備10的殼側上,該殼側在操作所述定位設備10時典型地朝向所述使用者。
為了定位設備10的能量供應,所述定位設備10在設備后側26上、也即在設備后側地對置于容納所述顯示元件16的設備側的設備側上具有空隙,該空隙被設置用于容納至少一個與電網無關的蓄能器28、尤其電池組或能夠重復充電的蓄電池。所述示例介紹的定位設備10擁有鋰離子蓄電池,其高的能量密度和功率密度有利地適用于所述定位設備10的能量供應。在一個備選的實施方式中,所述蓄能器28也能夠安置在所述定位設備10的手柄24中。優選地,所述蓄能器28具有能夠解除的形狀配合連接接口和/或傳力配合連接接口,從而所述至少一個蓄能器28能夠取下和能夠更換地布置在所述定位設備10處或中。此外,所述蓄能器28能夠在所述定位設備10中和/或外能夠利用來自電網的能量來供應和充電。
輸進裝置(其包括促動元件14以及接觸敏感的顯示元件16)用于通過所述定位設備10的使用者輸進為運行所述定位設備10所需的和/或有意義的工作參數。輸進裝置的組件為了傳達使用者輸進而與評估裝置30和/或控制裝置32相連。評估裝置30和/或控制裝置32設置用于:評估使用者輸進并且尤其適配用于控制定位設備10和/或用于產生和調制涉及所述定位的信息、尤其至少二維的圖片信息20的參數。例如,經過使用者輸進能夠啟動所述定位設備10和/或定位過程,匹配借助于所述顯示裝置18所示的圖片22的顏色標度圖像和/或圖像比例,調制借助于所述顯示裝置18以圖片22的形式所展示的至少二維的圖片信息20等。
顯示裝置18設置用于:展示定位信息、尤其二維的圖片信息20的至少一個截取部分作為圖片22,優選地按比例地展示。顯示裝置18在原則上也被設置用于:在一個運行狀態中顯示整個二維的圖片22。顯示裝置18與評估裝置30為了傳達至少一個二維的圖片信息20以及為了傳達被輸出給定位設備10的使用者的操作提示而相連。所述至少二維的圖片信息20尤其以多維的矩陣等的形式被評估裝置30提供并且被顯示裝置18為了以圖片22或圖片22的至少一個區段的形式進行展示而匹配和/或轉換。在此,所述顯示裝置18設置用于:將至少二維的圖片信息20轉化到用于圖像地反映的展示屬性中,例如轉化到灰度值等級、灰度值走勢的灰度值、色調等級、顏色走勢的色調、亮度等級、亮度走勢的亮度值、飽和度等級、飽和度走勢的飽和度值和/或樣式和/或符號。顯示裝置18具有顯示元件16,以便顯示圖片22以及尤其軌跡33的操作信息。在當前的實施例中,顯示元件16被構造成能夠顯色的OLED顯示器。顯示裝置18、尤其顯示元件16構造為所述定位設備10的一部分并且集成到定位設備10的殼12中。原則上同樣能夠考慮的是,所述顯示裝置18、尤其顯示元件16構造為與所述定位設備10分離并且經過無線的連接相連以用于傳達輸出值和操作提示,例如經過點對點Ad hoc連接、無線連接、藍牙連接等。
定位設備10還具有信號輸出裝置18’,該信號輸出裝置構造為與所述顯示裝置18的顯示元件16分離。信號輸出裝置18’包括以箭頭尖為形式的四個LED顯示元件,該LED顯示元件在所述定位設備10的在使用定位設備10時朝向使用者的側部上布置在所述顯示元件16的緊鄰處、尤其上方。借助信號輸出裝置18’的此LED顯示元件,能夠尤其通過一個或多個相應的LED顯示元件的發亮來輸出方向指標54,該方向指標表示這樣的方向,在該方向上,所述定位設備10必須轉移定位,以便到達由所述定位設備10所推薦的測量位置44。在一個備選的或額外的實施例中,所述信號輸出裝置18’也被設置用于:聲學地和/或觸覺地輸出方向指標54。
有利地,借助于所述定位設備10的顯示裝置18能夠展示用于導引所述定位設備10的操作提示。在一個優選的實施例中,以至少一個軌跡33的形式實現所述操作提示,該操作提示借助于所述顯示裝置18、尤其顯示元件16來展示(尤其參見圖5d、5f)。另外,所述顯示裝置18如此地疊加所述至少一個軌跡33和有待示出的至少二維的圖片信息20、尤其其作為圖片22的展示:使得所述至少一個軌跡33以及所述至少二維的圖片信息20、尤其圖片22同時被展示并且輸出給所述定位設備10的使用者(尤其參見圖5d、5f)。所述圖片22的被顯示裝置18、尤其顯示元件16顯示的截取部分具有圖像比例,該圖像比例對應于在顯出元件16中的圖片22的延伸與研究表面34的所配設的區域的延伸的比例(尤其參見圖3和圖5b、5d、5f、5h)。圖像比例具有對于第一方向和對于尤其正交于第一方向的第二方向相同的圖像比例。至少二維的圖片22的以及所述至少一個軌跡33的顯示尤其不依賴于在所述研究表面34的定位設備10的取向。由此,所示的圖片22不依賴于定位設備10的取向,位置相符地表現了位于研究表面34下的定位對象36。優選地,所示的圖片22以及所述至少一個軌跡33在所述定位設備10轉動時背向于該轉動運動的方向旋轉,從而所示的圖片22以及所述至少一個軌跡33即便在所述定位設備10轉動的情況下也反映了位置相符地位于所述研究表面34下的定位對象36。
顯示裝置18還被設置用于輸出或展示另外的必要的、可用的和/或有意義的信息,例如用于輸出定位方向、定位準確性、常規的操作說明、工作菜單等。所述顯示裝置18還實現的是,將至少二維的圖片信息20展示為具有合成的元件的圖片22。這樣的合成的元件例如除了所述軌跡33外還展示線、框、另外的幾何方面的形狀、樣式、符號等。
所述定位設備10具有定位裝置38,其中,所述定位裝置38被設置用于:測定對于被隱藏在研究表面34下的定位對象36的定位數據。定位裝置38安置在所述定位設備10的殼12中,從而所述定位裝置38在所述定位設備10的經安裝的狀態中被所述殼12保持和保護。在所示出的實施例中,所述定位裝置38構造為對于電磁的輻射的發送和接收單元,尤其構造為未更加詳細展示的LCR天線。LCR天線被設置用于在背離于所述定位設備10的使用者的設備后側26上發射電磁的輻射。另外,所述定位裝置38包括至少一個未更加詳細展示的天線元件以及同樣未更加詳細展示的用于操控所述LCR天線的天線控制部。正如在圖3中在示意的剖面中所示那樣,所述定位裝置38、尤其LCR天線在所述設備后側26上發送進入有待研究的工件40中的電磁的信號,被展示為測定區域42(接收棒)的形式。在所述工件40的內部經反射的和/或散射的信號(尤其是由被隱藏在研究表面34下的定位對象36至少部分地反射的電磁的輻射)借助于所述定位裝置38的天線被偵測。在此,布置在研究表面34下的體積的電磁特性至少在所述定位裝置38的測定區域42中被測定。借助于所述經反射的電磁的輻射所測定的電磁特性尤其涉及被隱藏在研究表面34下的定位對象36的電的或磁的傳導率或電的或磁的敏感性。定位裝置38直接布置在在所述殼12的內部的背離于在使用所述定位設備10時背離于所述使用者的殼側的后方。以這種方式,所述定位裝置38在使用定位設備10時、尤其在將定位設備10套裝在有待研究的研究表面34上時有利地布置在所述研究表面34的附近。通過發送和接收所述定位裝置38的定位信號,所述定位裝置38確定定位數據,該定位數據涉及所述定位對象36的存在和側向的位置,優選也涉及在LCR天線和定位對象36之間的距離。從這些定位數據中,由于定位數據配設給定位設備10的關于所述研究表面34的位置數據,通過評估裝置30能夠確定至少二維的圖片信息20(尤其參照圖5b、5d、5f、5h)。例如,在使用定位裝置38的情況下,能夠定位定位對象,例如在有待研究的工件40中、尤其在有待研究的壁40'中的鋼筋桿、金屬夾雜物等。
要注意的是,本發明不限于使用LCR天線。在原則上,所述定位設備10為了定位被隱藏在研究表面34下的定位對象36能夠同樣利用其它的尤其基于其它的測量方法的定位裝置38、例如具有電感傳感器、電容傳感器、微波傳感器、太赫茲傳感器、超高頻傳感器、X射線傳感器、紅外線傳感器、NMR傳感器等的定位裝置38被實現。
所述定位設備10還包括位置傳感器46,該位置傳感器設置用于:測定所述定位設備10相對于研究表面34的位置數據。位置傳感器46在定位設備10的經安裝的狀態中被容納在設備后側26上的殼壁中。借助于所述位置傳感器46,所述定位設備10能夠偵測定位設備10關于有待研究的工件40的研究表面34的定向改變和/或位置改變 (參見尤其圖3)。位置傳感器46尤其測定定位設備10的運動以及走過的距離和/或方向,并且由此允許關于所述定位設備10的位置的、尤其關于研究表面34的定位數據。尤其,所述位置傳感器46還允許的是,偵測定位設備10圍繞關于所述研究表面34垂直走向的軸線的旋轉。在所展示的實施例中,所述位置傳感器46構造為光學的行程記錄器,該行程記錄器布置在所述設備后側26的在使用定位設備10時朝向所述有待研究的工件40的殼壁中。
正如在圖3中展示的那樣,所述定位設備10為了利用設備后側26執行被隱藏在研究表面34下的定位對象36的定位而被扁平地定位在對于所述研究表面34的緊鄰中,尤其與所述研究表面34接觸。在此,所述定位設備10被設置用于:由手在研究表面34導引至和/或導引經過該研究表面。在此,所述定位設備10利用定位設備后側26如此地定位在對于有待研究的研究表面34的緊鄰附近:使得在所述定位設備后側26和所述研究表面34之間的間距最小。以這種方式實現的是,所述定位裝置38的測定區域42能夠進入有待研究的工件40中。由于在所述工件40上的所述定位設備10的轉移定位、尤其移動或推移,偵測所述定位設備10的位置改變。相應的位置數據被進一步傳送至評估裝置30以用于進一步評估。尤其有利地,借助于依賴于位置的測量和評估研究表面34,能夠以圖片22的形式產生多維的、尤其至少二維的圖片信息20和/或所述至少二維的圖片信息20的圖像方面的代表。
在所述定位設備10的承載元件48上,尤其在系統電板或在殼12內的電路板上安置有定位設備10的另外的組件、尤其定位裝置38、控制裝置32、評估裝置30以及與所述控制裝置32和/或評估裝置30相連的數據通信接口50和存儲裝置52(尤其參見圖2和圖3)。
控制裝置32具有控制電子裝置,控制電子裝置包括用于與定位設備10的其它組件進行通信的器件,例如用于控制和/或調節定位裝置38的器件以及用于控制所述定位設備10的器件。控制裝置32尤其包括未更加詳細展示的帶有處理器單元、存儲單元和存儲在所述存儲單元中的運行程序的單元。
評估裝置30與用于傳達定位數據的定位裝置38以及與用于傳達位置數據的位置傳感器46相連。評估裝置30具有至少一個處理器和未更加詳細展示的帶有存儲和實施在其上的運行程序的存儲器。此外,所述評估裝置30與數據通信接口50和顯示裝置18、尤其顯示元件16在信號技術上相連。評估裝置30設置用于:通過將定位裝置38的定位數據配設給位置傳感器46的位置數據來確定至少二維的圖片信息20。至少二維的圖片信息20涉及至少一個位置分辨的關于存在在研究表面34下的定位對象的信息(參見尤其圖5b、5d、5f、5h)。所述評估裝置30還具有用于加工和/或分析定位數據和/和位置數據的評估程式,尤其調節程式、控制程式、分析程式、計算程式、配設程式、換算程式、統計的評估程式、濾波器等。所述評估裝置尤其設置用于:對二維的圖片信息的所述區域的一部分借助于內插程式或外插程式來求取定位數據,對于該區域(到目前為止)沒有定位數據通過定位可供使用。另外,優選地,在不帶有定位數據的區域的周圍環境中的至少二維的圖片信息的區域的定位數據被用于計算用于不帶有定位數據的區域的經內插或外插的定位數據。評估結果、尤其從所述定位數據和位置數據中導出的至少二維的圖片信息20以及至少一個操作提示被所述評估裝置30為了經過控制裝置32進一步處理而要么輸出至存儲裝置52要么為了發送所述數據而輸出至數據通信接口50要么直接輸出給定位設備10的使用者。在此,對使用者進行的輸出借助于顯示裝置18進行,也即例如通過以圖片22的形式在顯示元件16上展示所述至少二維的圖片信息20。在所述顯示元件16上的輸出優選圖形地、數字地和/或文字數字地(例如以測量值、測量曲線、信號走勢、時間走勢為形式)作為圖像數據在梯度展示中借助于符號以及在其組合中進行。
此外,所述評估裝置30至少具有數學的程式,該程式應用在數學的優化計算的框架中,優選地例如數字的算法、功能等。
所述評估裝置30和所述顯示裝置18被設置用于:通過較高的處理速率或展示速度,對于所述定位設備10的使用者造成的印象是,對于利用所述定位設備10駛越的區域的定位數據直接地、優選地實時地被評估并且作為圖片信息20被提供或作為圖片22被展示。另外,通過評估裝置30和顯示裝置18進行的設備內部的處理持續期間計為少于2秒,優選地少于1秒,尤其優選地少于0.5秒。
評估裝置30被設置用于:實施在下文所描述根據本發明的方法,在其中,從借助于所述定位設備10的定位裝置38所求取的定位數據和/或從借助于定位設備10的位置傳感器46所求取的位置數據和/或從所述定位設備10的系統參數中,導出用于導引所述定位設備10的操作提示,以便獲得對涉及定位的圖片信息20的經優化的凈益。優選地,操作提示指的是軌跡33,沿著該軌跡來導引所述定位設備10,以便獲得對涉及定位的圖片信息20的經優化的凈益。
在下文中,借助于在圖5中所示的示例的測量場景以及在圖4中所示的用于運行定位設備10的方法圖表,在一個示例的實施方式中闡釋工作方式、操作以及根據本發明的方法。要指出的是,根據本發明的方法(在其中,通過評估裝置30從借助于所述定位設備10的定位裝置38中所求取的定位數據和/或從借助于所述定位設備10的位置傳感器46所求取的位置數據和/或從定位設備10的系統參數中,導出用于導引所述定位設備10的操作提示)也能夠限于在下文所說明的、所述定位設備10的運行所基于的方法的幾個少量的方法步驟。
該說明基于在圖5中所示的場景,即定位設備10的使用者愿意針對隱藏的定位對象36(尤其例如鋼筋、管、電的線路等)來研究被作為工件40的建筑物壁40’。隨著通過促動元件14接通所述定位設備10,所述定位設備10首先執行定位設備10的功能組件的校準(方法步驟100)。所述校準用于所述定位設備10的功能組件的開始運行,此外用于內置的存儲裝置52的讀取,運行程式的加載,定位裝置38的、評估裝置30的以及位置傳感器46的初始化。在這種開始運行中,定位設備10優選地在使用者的手中自由地位于空氣中,也即尤其不帶有與研究表面34的接觸。接下來,所述定位設備10使用就緒并且位于等候狀態中。定位設備10的使用者將定位設備10利用為此設置的定位設備后側26在任意的位置處安放到壁40’的有待研究的研究表面34上在此,使用者如此地將定位設備10稍微向著壁40’擠壓:使得避免定位設備10在所述壁40’上的不經意的打滑和/或模糊。在方法步驟102中實現所述定位設備的安放。
接下來,所述定位設備10、作為任選方案以及所述定位設備10的使用者借助于手動的輸進來挑選執行所述根據本發明的方法所基于的目標函數。在在數學上的優化的框架中使用此目標函數的情況下,在所述下述的方法期間,計算并且導出用于導引所述定位設備10的操作提示。尤其,有待優化的目標函數能夠在根據本發明的方法中不同地被選擇和/或不同地限定。在一實施例中,所述定位設備10、尤其其評估裝置30或作為任選方案所述定位設備10的使用者能夠如此地選擇所述目標函數:使得該目標函數在考慮下述參數中的至少一個的情況下被限定,其尤其涉及:
-定位設備10的位置數據的分布;
-在關于所述研究表面34的所述定位設備10的不同的位置處的定位數據的信噪比;
-關于所使用的評估算法和/或內插算法的特性的經驗認知;
-在相鄰的定位數據的關聯中的偏差;
-經驗的和/或在定位期間所獲得的關于對于在定位設備10的相對于所述研究表面34的預期的和實際的位置之間的偏差的概率的認知。
優化方法所基于的目標函數的挑選在方法步驟104中進行。該選擇能夠隨時通過定位設備10、尤其其評估裝置30、作為任選方案也通過定位設備10的使用者來改變。這點利用方法步驟120標識。目標函數的改變能夠例如此時實現:當所計算的操作提示在使用經挑選的目標函數的情況下被視為不實際和/或不準確時。接下來,使用者借助于促動元件14確認定位過程的起點,由于其而使得定位裝置38以及位置傳感器46進入運行中。此后,所述定位設備10運行就緒并且位于空運行模式中(方法步驟106)。
此后,定位設備10的使用者能夠移動經過研究表面34(方法步驟108),其中,定位設備10的轉移定位通過位置傳感器46來偵測(方法步驟110)并且將位置數據輸出給評估裝置30。同時,所述定位裝置38在其測定區域42中執行定位(方法步驟112),其中,求取定位數據,該定位數據接下來進一步傳導至評估裝置30。由評估裝置30在方法步驟114中進一步處理定位數據,也即,通過將定位裝置38的定位數據配設給位置傳感器46的位置數據來實現至少二維的圖片信息20的至少一個確定。所述進一步處理還能夠包括:加工和/或分析定位數據和/和位置數據,尤其借助于調節程式、控制程式、分析程式、計算程式、配設程式、換算程式、統計的評估程式、濾波器等。優選地,評估裝置在方法步驟114中執行已經現存的定位數據的內插。以這種方式經確定的至少二維的圖片信息20接下來進一步傳導至顯示裝置18,由該顯示裝置將該圖片信息為了展示而借助于顯示元件16以圖片22的形式進行加工并且接下來將該圖片信息輸出給定位設備10的使用者(方法步驟116)。
由此,使用者能夠在將定位設備10安放在研究表面34上后,將定位設備10在運行期間沿著研究表面34運動、尤其推移或移動。這點示意地在圖 5a、5c、5e、5g中通過箭頭來標識,該箭頭標識了定位設備10的轉移定位的路徑56。此路徑56能夠在在圖5c中所示的實施方式中對應作為彼此垂直的定向的子路徑56’的相互排列。關于有待研究的壁40’,這些子路徑56’能夠例如水平地和豎直地走向。在一個優選的、使用者友好的和尤其直觀的實施方式,所述定位設備10也能夠自由地運動經過研究表面34(在這里未更加詳細展示)。尤其有利地,在該實施方式中,不需要沿著預先給定的尤其剛硬的路徑的運動。由此,使用者能夠在自由能夠實施的刮拭運動中將定位設備10導引經過所述研究表面34并且以簡單的和直觀的方式來研究所述研究表面34。所述定位設備10的自由的刮拭運動的結果然后在于自由的尤其任意地構造的路徑56中,該路徑不依賴于預先給定的對于所述運動或所述運動行程的柵格或預先給定的道。由于定位設備10在所述研究表面34上的轉移定位、尤其移動或推移,定位設備10的位置改變以位置數據為形式為了進一步評估而被進一步傳送至評估裝置30。借助于定位數據的位置相關的測量和評估,正如示意地在圖5b、5d、5f、5h中所示那樣,能夠接連地產生至少二維的圖片信息20。優選地,至少二維的圖片信息20以圖片22為形式實時地、也即連續地相應于定位設備10關于研究表面34的轉移定位被產生和展示(參照例如在圖5b至5h之間的圖片的改變)。顯示裝置18設置用于:依賴于定位設備10關于研究表面34的位置數據,改變所述圖片22的和由此所述所示的圖片信息20的所示的截取部分。此外,所述顯示裝置18被設置用于:放縮圖片22的所示的截取部分,尤其依賴于位置數據進行放縮。
在特定的時刻(要么通過使用者輸進(被方法步驟128展示)初始化,要么通過定位設備10、尤其其評估裝置30(通過在方法步驟114和118之間的虛線的箭頭來展示)初始化),評估裝置30開始創建有待優化的目標函數。另外,評估裝置30在方法步驟118中動用已經現存的定位數據和/或位置數據,也即在測量位置Rn處所求取的定位數據和/或位置數據,和/或系統參數(通過利用“Rn | P”命名的虛線的箭頭來展示),相應于在方法步驟104和/或120中所挑選的目標函數(參照尤其圖6和7)。配有邊界條件(輔助條件)和值、尤其已經可供使用的定位數據和/或位置數據的目標函數在方法步驟122中被優化。所述優化任務的解決方案提供了這樣的所推薦的測量位置Rn’:其添加在定位過程中得到了對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益。接下來,在方法步驟124中,從通過目標函數的優化所求取的所推薦的測量位置Rn’通過使用旅行商算法來計算關于一個路徑長度經優化的軌跡33,該軌跡尤其限定了有待操控的測量位置Rn’的順序。此軌跡33表現為用于導引所述定位設備10的操作提示,以便只要遵照該操作提示就獲得了對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益。由此,依賴于情況能夠實現尤其快速和高效地能夠執行的定位過程。
軌跡33接下來與利用方法步驟116借助于所述顯示裝置18輸出至定位設備10的使用者的圖片22疊加,從而此后在顯示元件16上可見圖片22以及軌跡33(方法步驟130)。在在圖5中所示的、強烈簡化的測量場景中,定位設備10的使用者在定位設備10的轉移定位期間首先經過路徑56,該路徑具有U形,參見圖5a和5c。在此所產生的圖片22同樣表現為以U形的至少二維的圖片信息20為形式的定位數據,參見從屬的圖5b和5d。由于實施根據本發明的方法,在圖5d中所示的圖片22以被展示在圖片22上的線條33’為形式來輸出軌跡33。所示的軌跡33在所述定位過程的進一步的走勢中相應于定位設備10的轉移定位進行改變(參見尤其在圖5d和圖5f中的軌跡33的不同的形式)。此外,同時借助于方向指標54實現操作提示的輸出,該方向指標在使用信號輸出裝置18’的情況下、也即在使用定位設備的四個LED顯示元件(參見圖1至3)的情況下被展示(參見圖5c和5e,標記54)。以這種方式,所述軌跡33的走勢能夠尤其直觀地輸出給定位設備10的使用者。如果使用者遵循軌跡33,則所述至少二維的圖片信息20、尤其圖片22通過對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益而豐富、尤其完整化。有利地,對涉及定位的圖片信息20的獲益在經優化的路徑上進行(該路徑對應于軌跡33),從而依賴于情況實現了尤其快速和高效地能夠執行的定位過程。有利地,在所示出的實施例中,在完全展示所述圖片22前,路徑56的區段均不被定位設備10的轉移定位雙次經過。
在所述框(相應于標記132和標明所述重復的箭頭)中被聯合為定位過程的方法步驟、尤其方法步驟108至130(排除120)被重復地經歷,從而在所述定位設備10關于所述研究表面34的連續的轉移定位中能夠輸出連續地進行組合的圖片22。要注意的是,根據本發明的方法(尤其方法步驟104、118、120、122、124、128)的執行能夠同樣被重復地實現,尤其通過使用者(尤其在方法步驟128中)和/或在識別到必要性時通過定位設備10本身(在方法步驟114和方法步驟118之間的虛線的箭頭)進行初始化。這樣的必要性例如存在:當操作提示的更新表現為必要和/或有意義時。作為備選方案,這樣的必要性例如存在:當借助于所述在方法步驟104或120中經選擇的目標函數不能夠導出有意義的操作提示,從而在使用另一個經限定的目標函數的情況下的(再度的)確定必要和/或有意義時。
經過使用者的輸進、尤其定位設備10的斷開,能夠在方法步驟126中結束定位過程。
在根據本發明的方法的一個優選的實施方式中,所述目標函數被定義為間距參量與平均的間距參量的偏差的總和,其中,所述間距參量對于所有的柵格點的至少一個子集的每個柵格點被計算作為所述柵格點與N個最接近的測量位置Rn的平均的間距,并且所述平均的間距參量被計算作為所述間距參量的平均值。
在圖6中給出了用于可視化此關聯的簡化的示意圖。在圖6a中展示了有待研究的工件40,例如壁40’。定位設備10由于轉移定位而從起點S起沿著路徑56導引經過工件40的研究表面34。在此,沿著路徑56來執行在測量位置44處的多個定位測量,通過小“x”展示。所有的測量位置44的量被配設給在研究表面上的測量位置44的位置數據Rn =(xn,yn)的量代表。在此,位置數據表現為用于說明關于研究表面34的測量位置44、尤其任意的位置的二維的坐標。從在不同的測量位置44(Rn)處的所求取的定位數據(Sm,n)中,借助于所述評估裝置30來計算在位置坐標(柵格點72)的等距的柵格70上的至少二維的圖片信息20。在圖6b中展示了位置坐標的柵格70。為清楚起見,在圖6b中省略了至少二維的圖片信息20,在原則上該圖片信息對應于例如以測量值為形式的定位數據,該測量值配設給每個測量位置44(也即Rn的所有的測量位置44)。
從已經所求取的在測量位置44 (Rn)處的定位數據(Sm,n)中,應該優選地通過內插(作為備選方案以及外插)求取另外的定位數據,以便能夠利用這些所計算的定位數據有利地豐富所述至少二維的圖片信息20。但是,內插值的計算僅此時是有意義的:當相鄰的定位數據并非過大程度地相距時,具體而言,當與相鄰的測量位置44(對于該測量位置已經通過定位測量求取了定位數據)的間距74并非過大時(與相鄰的定位數據的該間距74在圖6b中通過小的箭頭來展示)。因此,所述優化方法所基于的想法是,求取另外的“所推薦的”測量位置44’,該測量位置被如此地挑選:使得得到對于執行內插有利的與已經被接近的(Rn的)測量位置44和帶有相應的位置坐標Rn’的這些所推薦的測量位置44’的間隔。帶有相應的位置坐標Rn’的所推薦的測量位置44’因此表現為在所述研究表面34上的這樣的測量位置44’,該測量位置對于下述的定位測量優選地通過所述定位設備10的轉移定位來接近。如果實現了在帶有相應的位置坐標Rn’的恰好這些所推薦的測量位置44’處的另外的定位測量,則能夠接下來由于另外的定位數據的內插(該定位數據尤其位于帶有相應的位置坐標Rn和Rn’的此時已經現存的定位數據之間)來獲得對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益。尤其,能夠利用在帶有相應的位置坐標Rn’的所推薦的測量位置44’處的盡可能少的另外的定位過程來獲得優選最大的信息獲益。
為了執行內插,動用柵格70。尤其,僅柵格點72(柵格70的交叉點)作為可能的地點(也即位置,也通過位置數據(x,y)能夠說明)被考慮用于執行內插,也即柵格點72表現為這樣的地點,在該地點處,定位數據應該借助于內插被計算,也或者出于技術原因被計算。所有的位于這樣的柵格點72之間的坐標不被考慮用于執行根據本發明的方法。此外,只不過對于這樣的柵格點72(對于該柵格點到目前為止不存在由于定位過程的定位信息并且該柵格點位于帶有相應的位置數據Rn的已經經研究的測量位置44的凸包76(陰影區域)內),從已經所測量的定位數據中計算經內插的定位數據。由此,所述優化問題作為下述的問題被得到:通過添加帶有相應的位置坐標Rn’的哪些所推薦的測量位置44’的、尤其預先給定的和/或能夠預先設定的數量的測量位置44’的定位數據,能夠獲得對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益,當圖片信息20額外于在所述測量位置44’處有待求取的定位數據,在使用所有的此時也通過內插可供使用的在測量位置44和44’(也即帶有相應的位置坐標Rn或Rn’)處的定位數據的情況下在柵格點72處被補充時。
因此,所述目標函數被限定為間距參量與平均的間距參量的偏差的總和,該平均的間距參量在所述優化方法中適用于被最小化。在此,間距參量對于每個柵格點(在這里以對A、B示出為例)在凸包76內作為該柵格點與帶有相應的位置數據Rn的N個(在這里四個)最接近的測量位置44的平均的間距來計算。所述平均的間距在圖6b中作為帶有半徑rA 或rB的圓來代表。柵格點72與最接近的測量位置44(Rn)的間距74通過箭頭來標識。平均的間距參量作為在這里被展示作為所有的圓半徑η = rA,rB,...的平均值的間距參量的平均值來計算。
在一個作為備選方案或附加方案優選的實施方式中,目標函數被定義為一種分布函數,其中,該分布函數的值在一個位置處利用在該位置的周圍環境Ω中的定位數據的離差σ、尤其該定位數據進行放縮,并且該放縮因數依賴于在該周圍環境Ω中的定位數據的數量。
在圖7中給出了用于可視化所述關聯的強烈簡化的示意圖。在圖7a中再次展示了有待研究的工件40、例如壁40’,在該壁中存在隱藏的定位對象36。定位設備10由于轉移定位而從起點S起沿著路徑56導引經過工件40的研究表面34。在此,沿著路徑56來執行在測量位置44處的多個定位測量(再次通過小“x”展示)。所有的測量位置44的量通過被配設給在研究表面34上的測量位置的位置數據Rn =(xn,yn)的量來代表。在此,位置數據表現為用于說明關于研究表面34的測量位置44、尤其任意的位置的二維的坐標。從在帶有相應的位置坐標Rn不同的測量位置44處的所求取的定位數據(Sm,n)中,借助于所述評估裝置30來計算至少二維的圖片信息20。在圖7b中又展示了位置坐標72的柵格70,但是其在該位置處僅用于參照所述位置數據(以坐標為形式)。為了執行這里所描述的優化方法,柵格70不是必然必要的。為清楚起見,在圖7b中再次省去了至少二維的圖片信息20。
額外于已經所求取的在測量位置44(Rn)處的定位數據,應該在此模型中,另外的定位數據通過在帶有相應的位置坐標Rn’的所推薦的測量位置44’處、也即在借助于所述優化方法所計算的測量位置44’處的另外的定位測量被求取,以便能夠利用這些定位數據有利地豐富所述至少二維的圖片信息20。從已經存在的定位數據中,定義了目標函數,該目標函數所基于的想法是,另外的“所推薦的”測量位置44’通過優化來確定,該測量位置關于所述有待創建的圖片信息20獲得了特別的重要性。作為對此特別的重要性的標準,考慮統計的分布函數,在其中,已經所測量的定位數據的空間的密度以及可能的測量位置44’(在圖7b中例如通過地點A、B代表)的在該定位數據的經限定的能夠預先設定的周圍環境Ω內的離差σ對于這些有待計算的測量位置44’被探討。由此,能夠以此分布、例如高斯分布為出發點,對于在帶有相應的位置坐標Rn的測量位置44處的已經所求取的定位數據-例如被定位作為一系列的盡可能明確地能夠識別的在可能的測量位置44’的周圍環境Ω 中的定位數據的數量-來限定和優化所述目標函數。優選地,這樣地,給可能的測量位置44’(其在其經限定的周圍環境Ω 中具有已經所測量的定位數據的高的密度,尤其優選地高的離差σ)配設高的重要性。尤其優選地,額外地給在這些可能的測量位置44’的附近的另外的可能的測量位置44’’配設還要更高的重要性。此目標函數的優化、尤其最大化得到了預先給定的和/或能夠預先給定的數量的帶有相應的位置坐標Rn’這樣的所推薦的測量位置44’:其添加,在一個定位過程中得到了對涉及定位的圖片信息20的經優化的獲益。