专利名称：定位仪及所属方法
现有技术本发明涉及对其中带有目标物的受检查物体的截面图进行图形显示的方法，尤其用于对其中带有障碍物的建筑物墙壁的截面图进行显示，并且还涉及一个相应构型的定位仪。
在对一个建筑物墙壁中的目标物定位时已公知了定位结果显示的不同可能性。
简单的显示可能性是仅设置一个发光二极管和/或一个蜂鸣器来指示定位结果，其中当一个定位传感器的测量结果超过一个阈值时释放一个警告信号。但该用于显示定位结果的方法仅指示定位传感器当前位置上可能的障碍物(Hindernisse)。此外使用者不能得知关于最大钻孔深度的定量信息，而仅是得知关于在定位传感器下面是否有一个目标物的定性的信息。
另外公知了为了显示定位结果使用指针式仪表、线条式显示器和/或带有可变音调的蜂鸣器，其中在建筑物墙壁中被定位的目标物的深度确定了指针或线条偏移量或音调高度。使用者由此也可得知关于被定位物体的深度的定量信息。但在此情况下定位结果的显示仅是报告定位传感器当前位置上允许的钻孔深度。
此外，由日本公司“JRC无线电公司”出售的定位仪NJJ-85A公开了在LCD显示屏上定位结果的图形显示。这里该定位仪将一个信号发送到建筑物墙壁中，该信号被位于墙壁中的目标物反射，其中根据定位传感器从发送到接收的反射信号的经过时间可计算出被定位目标物的深度。根据在建筑物墙壁上交截线的测量则可将反射信号幅值作为经过时间及在交截线上的位置的函数进行图形显示。使用者这时可借助明显的最大幅值来识别建筑物墙壁中的目标物及由经过时间来计算目标物的深度。但该显示方法在识别目标物及随后计算目标物深度时需要丰富经验。
最后，由定位仪HILTI-Ferroscan公开了用于定位结果图形显示的方法。这里对建筑物墙壁中感兴趣的区域依次以8个直线交截线在每60cm的长度上扫描，其中各个线性扫描的定位结果首先被存储。根据两维扫描在LCD显示屏上显示墙壁内部的一个近似透明的图象。深度的询问必需对每个地点分开地进行。但这里当用定位传感器扫描期间使用者不能得到关于定位传感器当前位置上可能有的目标物的任何信息。而使用者首先必需费事地产生所需要的定位数据。
本发明的优点因此本发明提出一种用于定位结果图形显示的方法及相应构型的定位仪，其中当扫描期间就已显示透过建筑物墙壁的当前截面图。
但本发明不被限制在建筑物墙壁中的固定目标物如水管、混凝土加固件或电导线的定位上。而本发明也普遍地适用于受检查物体中任意目标物的定位。该目标物的概念在本发明的范围内可普遍地理解及例如包括空心腔或潮湿聚集部分等。
最好在受检查物体的截面图中显示一个深度标尺，由此使用者不用费事计算便可直接识别被定位目标物的深度。
这里深度标尺的量度单位最好可调节，及在截面图中可显示以供使用者了解。
在优选实施例中，被定位的目标物以标准化符号或图形式样的形式显示，这将有利地导致截面图的清楚明了的显示。
在本发明的一个变型中还提出，被定位的目标物在截面图中根据其深度被作不同的图形显示。这样就可以根据深度例如用不同的颜色、形状、音调和/或尺寸来显示截面图中被定位的目标物。靠近表面的目标物最好呈红色地显示，而远离表面或受危害小的目标物用绿色或兰色显示。
根据深度对被定位目标物图形区分显示的另一可能性在于，对小于一定深度的被定位目标物闪烁地显示，以吸引使用者的注意力。这里可使显示物体的闪烁频率随目标物深度的减小而增大，以便特别注意靠近表面及由此特别易被危及的目标物。
此外，本发明的一个变型附加地设置一个声音信号发送器，它在一定情况下，发出一个警告信号。例如当被定位目标物的深度位于使用者应特别关注的预定值范围时，这是有利的。通常，这种声音警告信号仅当定位的目标物靠近表面而特别易被危害时才发出。在此，预定值范围可固定地存储在定位仪中和/或可由操作者调节。
最好截面图中也显示受检查物体的表面，以便使用者易于在截面图中快速地定位。这里当扫描一个平的建筑物墙壁时可显示简单的直线。
在本发明的范围内最好也在截面图中显示标记，这些标记表示定位传感器的当前位置和/或定位传感器的壳体边界。以此方式可将截面图上显示的物体位置简单地对应于建筑物墙壁中的真实目标物位置。
在本发明的范围中，定位传感器当前位置的图形显示也用于该目的。
在本发明的一个优选实施例中，在截面图中显示的目标物、受检查物体的表面显示、深度标尺和/或深度标尺的测量单位是位置固定的，而在扫描期间定位传感器移动及由此在截面图中总是显示其当前位置。
由定位传感器输出的定位数据通常仅作到建筑物墙壁上单个点的指示。因此定位仪最好在建筑物墙壁的表面上的一个交截线上线性地移动，以记录所需的截面图。为了识别还未被扫描的截面图区域，在本发明的一个变型中设置了，对已扫描过的截面图区域作另外的图形显示。
这种图形区分显示的一种可能性在于已扫描过的截面图区域显示白色及未扫描的截面图区域显示灰色。
最好在扫描过程期间显示的截面图持续地或以预定时间间隔被更新，由此使显示的截面图始终地对应于定位传感器的当前位置。
此外在本发明的范围内还存在这样的可能性，即在截面图中或在其旁边显示关于定位仪工作状态的附加信息。
如上所述，在根据本发明的定位仪上受检查物体的截面图的显示在定位过程期间已进行。为此，根据本发明的定位仪上的定位传感器通过一个求值单元与一个图形显示单元连接，其中的连接为实时连接，它可实现定位结果的实时显示。在本发明的范围内“实时连接”概念不限制在这样的连接、即在定位信号的检测与其在显示单元上的显示之间不出现时间延迟的连接上，因为信号传送区段原则上具有与通过时间有关的延时。因此在本发明的范围内实时连接的概念也包括这样的连接，在这些连接中定位传感器的定位信号的检测与其显示单元的显示之间的时间延迟这样地小，以致显示单元上的图象基本上显示定位传感器当前位置上受检查物体的截面图。
最好由定位仪显示单元显示的截面图包括定位传感器的当前位置、定位传感器的中线的当前位置和/或定位传感器的外部直线的当前位置的图形显示。这有利地易于使用者在显示的截面图中进行空间位置的确定。
出于相同目的，显示的截面图最好包括受检查物体的一个表面、深度标尺、深度标尺的量度单位和/或位于受检查物体内的目标物的图形显示。
最好在截面图中设有用于目标物显示的预定图形样式。这里目标物在截面图中不是根据真实测量的信号模式显示，而是以相应于图形样式或符号的理想形式显示。这有利地改善了显示的截面图的清楚明了性。在此，这些图形样式可被存储在设在定位仪中或定位仪外的存储器中，其中设在定位仪外的存储器例如可通过无线电接口与定位仪相连接。
显示单元是LED显示器，LCD显示器，阴极射线管，等离子显示器，VFD显示器或OLED显示器，但本发明还可使用其它类型的显示单元。
此外，最好设有一个的附加的声音信号和/或光信号发送器，用于产生指示信号。
最后应当指出，本发明不被限制在一定的定位方法上。
附图本发明的其它有利构型是从属权利要求中的特征，在下面将结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
附图为

图1一个建筑物墙壁及根据本发明的定位仪的透视图，图2a，2b用根据本发明的方法产生的建筑物墙壁的各个截面图，及图3根据本发明的定位仪的简化电路框图。
实施例的描述图1中的透视图表示带有一个水管道2的建筑物墙壁1，该水管道可由根据本发明的定位仪3进行定位，以避免当建筑物墙壁1钻孔时损坏水管道2。
为此在建筑物墙壁1的表面上用线性轨道来导向该定位仪3，其中分别产生建筑物墙壁1的截面图，如图2a，2b中所示。
由该定位仪3所使用的定位方法基于从该定位仪3发出的透过建筑物墙壁1及在水管道2上被反射的信号的经过时间的检测。这种定位方法是普遍公知的，因此下面将不再对该定位方法作详细的描述。
为了显示定位结果，该定位仪3设有一个集成的LCD显示屏4，在该显示屏上将显示如图2a及2b所示的截面图。
截面图的显示在各个交截线的扫描期间已经进行及持续地被更新，由此在任何时间在LCD显示屏4上显示的截面图象相应于定位仪当前的位置。这易于使使用者将截面图内的目标物位置对应到建筑物墙壁1中被定位目标物的真实位置。
以下将借助图2a及2b来说明在定位仪3的LCD显示屏4上是如何显示截面图的。
图2a示出在建筑物墙壁1上扫描一个交截线期间穿过建筑物墙壁1的一个截面图，这时交截线的区域5已被扫描，而扫描线上另一区域6的扫描即将发生。因此截面图的这两个区域5，6被不同地图形显示，以便对用户显示扫描过程的进展及定位仪3在交截线上的当前位置。于是，已扫描的区域5被显示白色，而未扫描的区域6被显示灰色。
此外，建筑物墙壁1的表面以一个底线7的形式在下侧显示在截面图中，这使使用者在截面图内的定位变得容易。
这将通过用于定位仪3的一个图形符号8的显示来支持，其中该图形符号8始终显示在中间。在图2a所示的一个截面图的例子中，一个被检测目标物的图形符号12被显示在LCD显示屏4的一个位置上，该位置相应于建筑物墙壁1中该目标物相对于定位仪3的相对位置。例如图2a中表示出一个位于定位仪3的左边的目标物。如果定位仪3向左移动，则在LCD显示屏4中图形符号12向着定位仪3的图形符号8的方向移动。如果目标物的图形符号12直接位于定位仪3的图形符号8的上方，则定位仪3直接位于目标物上面及目标物的位置可通过一个未示出的定位仪3上的标记切口唯一地确定。
此外，在该截面图中显示对应于定位仪3的中间的一个中线9，以便可实现建筑物墙壁1中一个目标物的精确定位。
外直线10，11的显示用于相同目的，它们给出定位仪3的侧面的壳体限界。
由定位仪3检测的目标物、如水管道2将以标准化的图形符号12的形式显示在截面图中，其中图形符号12相应于其在建筑物墙壁1中的真实位置被正确地显示在截面图中。
为了易于进行空间对应，在截面图中在侧面附加地显示一个深度标尺13，由此使用者可直接地及无需费时计算地根据图形符号12读出被检测目标物的深度或一个由此导出的钻孔深度。
根据本发明的定位仪3适于不同深度范围中的目标物定位，由此在该截面图中显示一个附加的指示标记14，该标记给出深度标尺13的测量单位。
如果在所使用的定向原则中被定位目标物的后面的墙壁区域被它们遮掩，则那里可能存在的另外的目标也许不能被定位，故在截面图中这些被遮掩的区域如未扫描的区域6那样作为灰平面15示出。
图2b最终表示在定位仪3已扫描了完整的交截线以后已完成的截面图。相应地，整个的截面图显示白色，以便指示所显示的截面图已完全被扫描。
最后，图3表示根据本发明的定位仪16的一个简化的电路框图，它在很大程度上按常规构成，因此以下仅作简短的描述。
这样，该定位仪16可实现受检查物体18中一个目标物17的定位，其中该受检查物体18例如是建筑物墙壁，并且目标物17例如是该建筑物墙壁中的一个管道。
为此，该定位仪16设有一个定位传感器19，它用一个换能器头(Wandlerkopf)放置在受检查物体18的表面上及将一个测量信号20送入到受检查物体18中。该送入受检查物体18的测量信号20在与待定位目标物17的交界面上被相对强地反射及接着由定位传感器19的换能器头作为响应信号21被检测。
定位传感器19及定位仪16的其它部分的控制由一个中心控制单元22来实现，后者控制测量信号20的送入及经过时间的测量。
在测量期间被定位传感器19检测的定位数据持续地通过实时连接部分23输送到一个求值单元24，该求值单元由定位数据及测量的经过时间计算穿过受检查物体18的一个截面图。
在测量期间由求值单元24持续地通过另一实时连接部分25将该截面图提供给LCD显示器26，其中该LCD显示器26将以上述的及在图2a及2b中示出的方式显示该截面图。
根据本发明的定位仪16可通过定位传感器19、求值单元24与LCD显示器26之间的实时连接部分23，25在扫描期间实现受检查物体18的实际截面图的当前位置的显示。
最后，该定位仪16还具有一个扬声器27，它可受控制单元22的控制输出一个警告信号。这样一个警告信号例如可以当通过定位得到受检查物体18中的目标物17离表面非常近的情况下输出，其中该深度低于一个预定的最小值。
本发明在其实施方面并不被限制在上述的优选实施例上。而可设想具有多种变型，这些变型也可在原理上不同的结构中利用所示出的方案。
权利要求
1.对其中带有目标物(2，17)的受检查物体(1，18)的截面图进行图形显示的方法，尤其用于显示建筑物墙壁的截面图，其中该截面图由定位传感器(3，19)的数据获得，其特征在于在由定位传感器(3，19)检测数据期间该截面图和位于受检查物体(1，18)中的目标物(2，17)就已经被显示。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在截面图中显示一个深度标尺(13)。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于在截面图中包含一个指示标记(14)，它指示深度标尺(13)的量度单位。
4.根据以上权利要求中至少一项的方法，其特征在于待定位的目标物(2，17)总是以标准化符号(12)的形式显示。
5.根据以上权利要求中至少一项的方法，其特征在于待定位的目标物(2，17)在截面图中根据其深度被作不同的图形显示。
6.根据以上权利要求中至少一项的方法，其特征在于当在受检查物体(1，18)中被定位传感器(3，19)检测的目标物的深度在一个预定值范围内时，将发出一个信号。
7.根据以上权利要求中至少一项的方法，其特征在于在截面图中已被定位传感器(3，19)检测了的受检查物体(1，18)的区域(5)与还未被定位传感器(3，19)检测的受检查物体的区域(6)被作不同的图形显示。
8.根据以上权利要求中至少一项的方法，其特征在于在截面图中受检查物体(1，18)的由于被待定位的目标物(2，17)掩盖而不能被检测的区域(15)与已被定位传感器(3，19)检测了的受检查物体(1，18)的区域(5)被作不同的图形显示。
9.用于受检查物体(1，18)、尤其是建筑物墙壁中目标物的定位的定位仪(16)，设有定位传感器(3，19)；与定位传感器(3，19)连接的求值单元(24)，用于对由定位传感器(3，19)检测的定位数据求值；及图形显示单元(4，26)，用于对其中带有目标物(2，17)的受检查物体(1，18)的截面图进行显示，其特征在于定位传感器(3，19)、求值单元(24)及显示单元(4，26)通过实时连接部分(23，25)相互连接，以便实现根据定位传感器(3，19)的相应位置实时输出截面图。
10.根据权利要求9的定位仪(16)，其特征在于被显示单元(4)显示的截面图包括定位传感器(3，19)的当前位置、定位传感器(3，19)的中线(9)的当前位置和/或定位传感器(3，19)的外部直线(10，11)的当前位置的图形显示(8-11)。
11.根据权利要求9或10的定位仪(16)，其特征在于由显示单元(4，26)显示的截面图包括受检查物体(1，18)一个表面、深度标尺(13)、深度标尺(13)的量度单位(14)和/或位于受检查物体(1，18)内的目标物(2，17)的图形显示(7，12-14)。
12.根据权利要求9至11中至少一项的定位仪(16)，其特征在于在截面图中设有用于目标物(2，17)的显示的预定图形标准样式(12)。
13.根据权利要求9至12中至少一项的定位仪(16)，其特征在于显示单元(4，26)包括LED显示器，LCD显示器，阴极射线管，等离子显示器，VFD显示器或OLED显示器。
14.根据权利要求9至13中至少一项的定位仪(16)，其特征在于设有一个用于产生指示信号的附加声音信号发送器(27)。
全文摘要
本发明涉及一种对其中带有目标物(2，17)的受检查物体(1，18)的截面图进行图形显示的方法，尤其用于显示一个建筑物墙壁的截面图。本发明提出在由定位传感器(3，19)检测数据期间就已显示带有位于受检查物体(1，18)中的目标物(2，17)的截面图。
文档编号G01V3/15GK1500215SQ02807365
公开日2004年5月26日 申请日期2002年11月15日 优先权日2002年2月7日
发明者埃尔哈德·霍夫曼, 斯特凡·克劳斯, 乌韦·什库尔泰蒂-贝茨, 比约恩·哈塞, 乌利·霍夫曼, 克劳斯, 哈塞, 什库尔泰蒂-贝茨, 埃尔哈德 霍夫曼, 霍夫曼 申请人:罗伯特·博施有限公司, 罗伯特 博施有限公司