Vermessungsverfahren, Messsysteme und

Messhilfsinstrumente

Die Erfindung betrifft Vermessungsverfahren nach Anspruch 1, 27, 29, 57, 72, 80 und 95 sowie Messsysteme bzw.

Messgeräte oder -hilfsinstrumente nach Anspruch 13, 28, 36,

41, 50, 58, 70, 73, 87 und 94.

Vermessungssysteme zum Bestimmen von Positionen im Geodäsiebereich, in der Industrie oder Baustellen- bzw.

Konstruktionsbereich sind vielfältig bekannt. Beispiel hierfür sind Systeme aus einem stationären Vermessungsgerät mit Richtungs- und Entfernungsmesser wie z.B. eine

Totalstation oder ein Lasertracker, und einem einen zu vermessenden oder zu kennzeichnenden Punkt markierenden Messhilfsinstrument wie z.B. ein Lotstab. Auch sind Systeme bekannt aus einem stationären Laseremitter, welches mittels Laserstrahl eine Positionsreferenz erzeugt. Es erfolgen also durch das Zusammenspiel eines stationären, bekannt verorteten und damit eine Positionsreferenz bietenden Geräts mit einem empfangenden oder markierenden bzw. anzielbaren Messhilfsmittel Vermessungs- oder

Markiertätigkeiten, wodurch präzise die Position einzelner Geländepunkte wie Landvermessungspunkte oder Punkte an Baustellenobjekten, z.B. im Innen- oder Aussenbereich von

Gebäuden oder im Strassenbau, im Hinblick auf Positionsmessung oder Abstecken bestimmt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Vermessungssystems oder verbesserten Systemgeräts und verbesserten Vermessungsverfahrens.

Diese Aufgabe wird durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung einschliesslich der Figurenbeschreibungen zu entnehmen. Alle dargestellten oder in dieser Schrift anderweitig offenbarten Ausführungsformen der Erfindung sind miteinander kombinierbar, wenn nicht ausdrücklich anders festgestellt.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Darstellung von Soll-Positionen in einem Livebild einer Baustelle. Das Verfahren beinhaltet ein Aufnehmen wenigstens eines positionsreferenzierten Bilds der Baustelle, ein Verknüpfen wenigstens einer Soll-Position mit dem positionsreferenzierten Bild und ein Ablegen des positionsreferenzierten Bilds samt Soll-Positions- Verknüpfung in einem elektronischen Speicher. Positionsreferenz bedeutet, dass dem Baustellenabbild und/oder wenigstens einem darin abgebildeten Element der Baustelle eindeutig eine Position zugeordnet oder zumindest zuordenbar ist.

In weiteren Verfahrensschritten erfolgt ein Aufnehmen eines Livebilds der Baustelle, insbesondere in Form eines Videos, wobei das Live-Bild und das positionsreferenzierte Bild zumindest teilweise einen gleichen Ausschnitt der Baustelle darstellen, ein Abrufen des abgelegten positionsreferenzierten Bilds aus dem Speicher, ein Fitten des positionsreferenzierten Bilds mit dem Live-Bild, so dass die mit dem positionsreferenzierten Bild verknüpfte Soll-Position positionsgetreu dem Live-Bild überlagert werden kann und ein positionsgetreues Anzeigen der Soll- Position als graphische Markierung im Live-Bild. Mit der Positionsreferenzierung wird vom positionsreferenzierten Bild zumindest eine bekannte und im bzw. mittels des Live- Bilds erkennbare "Ortsmarke" oder ein "Ankerpunkt" bereitgestellt, der eine Verortung des Live-Bilds bzw. im Live-Bild ermöglicht. Somit kann also beispielsweise in einem mittels einem Smartphone aufgenommenen Live-Bild der Baustelle eine geplante Position, z.B. ein auszuführendes Bohrloch, exakt dort visualisiert werden, wo sie tatsächlich liegen soll, was eine sehr einfache und anschauliche Übertragung oder "Übersetzung" eines Bauplans in die (virtuelle) Realität vor Ort ermöglicht.

Optional erfolgen im Rahmen des Verfahrens das Verknüpfen der wenigstens einen Soll-Position in Form eines dem positionsreferenzierten Bild überlagerten Bildlayers mit graphischen Markierungen der Soll-Position und das positionsgetreue Anzeigen der wenigstens einen Soll- Position im Live-Bild durch Überlagern des Bildlayers im Live-Bild. Im Live-Bild wird also eine die Soll-Position in einem Bildlayer festgehalten, welche im Live-Bild positionsecht angezeigt wird.

Als weitere Option erfolgt das Aufnehmen des wenigstens eines positionsreferenzierten Bilds mittels eines Vermessungsgeräts, welches über eine Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität verfügt und/oder das Aufnehmen und Anzeigen des Livebilds der Baustelle mittels eines handhaltbaren Mobilgeräts, insbesondere eines Smartphones.

Optional erfolgt das Fitten der Bilder mittels Template- Matching, vorzugsweise unter Verwendung von dafür in der Baustelle angebrachten und sowohl im positionsreferen zierten Bild als auch im Live-Bild abgebildeten Markierobjekten. Als weitere Option werden im Live-Bild Bereiche graphisch markiert, welche nicht gematcht werden können, so dass der Benutzer auf solche Bereiche aufmerksam gemacht wird.

Insbesondere dient die Soll-Position zur Ausführung einer Bautätigkeit, wobei ein Ist-Zustands-Bild der Baustelle nach erfolgter Bautätigkeit aufgenommen wird, eine Positionsreferenzierung des Ist-Zustands-Bild anhand des positionsreferenzierten Bilds erfolgt und das positionsreferenzierte Ist-Zustands-Bild im Speicher abgelegt wird, wobei das positionsreferenzierte Ist- Zustands-Bild optional für eine etwaige erneute bzw. zukünftige Durchführung des Verfahrens dann selbst als positionsreferenziertes Bild dient, und z.B. das ursprüngliche oder "alte" positionsreferenzierte ersetzt. Auch kann ein Abschätzen der Genauigkeit der Positionsreferenz des Ist-Zustands-Bilds erfolgen, insbesondere anhand von darin abgebildeten markanten Baustellenelementen, und bei Vorliegen einer Genauigkeit unterhalb einer definierten Schwelle automatisch eine Warnung, z.B. ein Hinweis im Live-Bild, an einen Benutzer ausgegeben werden. Z.B. kann damit ein mühsames hündisches Abmessen/-stecken von Soll-Positionen entfallen.

In einer Fortbildung des Verfahrens handelt es sich beim positionsreferenzierten Bild und beim Live-Bild um drei dimensionale Bilder (worunter z.B. auch Punktwolken ver standen werden) , insbesondere wobei das Live-Bild mit einer Range-Image-Kamera oder Photogrammetrie-Kamera, z.B. nach dem Time-of-Flight-Prinzip, mittels Wafeform-Digitizing (WFD) oder Stereophotogrammetrie, aufgenommen wird.

Ausserdem sind optional zusätzlich zur Soll-Position weitere die Soll-Position betreffende Daten, insbesondere eine Bauzeichnung und/oder ein Link zu einer Datenbank, mit dem positionsreferenzierten Bild verknüpft, im Speicher abgelegt und im Live-Bild anzeigbar, so dass ein Benutzer zusätzliche Informationen zur Soll-Position im Live-Bild abrufen kann.

Optional erfolgt ein Vergleichen des Live-Bilds mit dem positionsreferenzierten Bild derart, dass im Live-Bild Baustellenelemente erkannt werden, welche im positions referenzierten Bild nicht oder an einer falschen Stelle im Live-Bild abgebildet sind, wobei im Live-Bild solche erkannte Baustellenelemente graphisch markiert werden.

Als weitere Option ist das Verfahren spezifisch für flächige Strukturen ausgelegt, so dass das positionsreferenzierten Bild und das Live-Bild im Wesentlichen eine Fläche der Baustelle darstellen, insbesondere eine Gebäudefläche.

Zudem betrifft dieser Erfindungsaspekt ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung dieses Verfahrens, insbesondere mittels eines mobilen Computerendgeräts .

In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Messsystem mit Vermessungsfunktionalität. Das Messsystem weist hierbei ein, z.B. mittels GPS oder Anmessen von Positionsreferenzpunkten, absolut verortbares raumgestütztes, insbesondere stationäres, Vermessungsgerät auf, welches raumgestützt ist, z.B. bodengestützt oder an einer Wand oder Decke befestigt. Weiter beinhaltet das Messsystem ein handhaltbares Messhilfsinstrument, wobei das Messhilfsinstrument einen handhaltbaren Träger und ein vom Träger getragenes mobiles, einen Bildschirm und eine Kamera aufweisendes Computerendgerät aufweist, insbesondere einem Smartphone und/oder Tablet.

Zudem sind Messhilfsinstrument und Vermessungsfunktionali tät derart ausgestaltet, dass bei Ausführung der Vermessungsfunktionalität eine Lage (Position und Ausrichtung, 6-DoF) des Messhilfsinstruments und damit des Computerendgeräts relativ zum Vermessungsgerät eindeutig bestimmbar ist.

Bei Ausführung der Vermessungsfunktionalität wird die Lage des Messhilfsinstruments und damit des Computerendgeräts relativ zum Vermessungsgerät eindeutig bestimmt, wobei zumindest ein lageabhängiger Freiheitsgrad (also ein Freiheitsgrad, der von der Lage des Messhilfsinstruments relativ zum Vermessungsgerät abhängig ist) , insbesondere die Entfernung zwischen Messhilfsinstrument und Vermessungsgerät, vom Vermessungsgerät bestimmt wird. Weiter wird ein Messumgebungsbild mittels der Kamera des Computerendgeräts aufgenommen und das Messumgebungsbild auf dessen Bildschirm angezeigt, wobei wenigstens ein Messpunkt dem Messumgebungsbild unter Heranziehung der bestimmten Lage des Computerendgeräts positionsgetreu überlagernd angezeigt wird.

Vorzugsweise weist das Messhilfsinstrument als Mittel zum Bestimmen bzw. Bestimmbarmachen seiner Lagen am Träger einen, insbesondere kugel- oder polyederförmiger, Körper mit auf der Körperoberfläche verteiltem optischen eineindeutigen Code auf, wobei mittels Bildverarbeitung eines von einer zweiten, am Vermessungsgerät angeordneten Kamera aufgenommenen Bilds des Körpers eine Decodierung derart erfolgt, dass die Orientierung und Entfernung des Trägers relativ zum Vermessungsgerät eineindeutig bestimmt sind, die Richtung der auf das Messhilfsinstrument ausgerichteten Zielachse bestimmt wird und die Lage des Messhilfsinstruments anhand der Orientierung, Entfernung und Zielachsenrichtung bestimmt wird.

In einer Fortbildung ist die Vermessungsfunktionalität derart ausgestaltet, dass mittels des Computerendgeräts die Position wenigstens eines Umgebungsmesspunkts relativ zum Computerendgerät gemessen wird und anhand dieser Position des Messpunkts und der ermittelten Lage des Messhilfsinstruments die absolute Position des Umgebungspunkts ermittelt wird. Das Messhilfsinstrument dient also als "verlängerter" Arm des absolut verorteten Vermessungsgeräts, wobei das Hilfsgerät mobil ist, so dass z.B. vom Vermessungsgerät aus nicht vermessbare Punkte im Raum präzise absolut und dank der Bildschirmunterstützung einfach und bequem vermessen werden können.

Als weitere Option ist die Vermessungsfunktionalität derart ausgestaltet, dass in einem mittels der Kamera aufgenommenen und im Bildschirm angezeigten (Live-) Bild der Messumgebung die Auswahl des zu vermessenden Umgebungs punkts händisch durch einen Benutzer erfolgt, und/oder eine einen Messpunkt betreffende Zusatzinformation (z.B. Messgenauigkeit) und/oder Datenverlinkung angezeigt wird.

Auch kann die Vermessungsfunktionalität derart ausgestaltet ist, dass eine scannende Positionsbestimmung einer Vielzahl von Umgebungspunkten erfolgt, z.B. indem das Computerendgerät bei fortlaufender Punktvermessung verschwenkt wird. Damit kann beispielsweise eine 3D- Punktwolke erzeugt werden.

Vorzugsweise erfolgt eine Messung der Umgebungspunktposition durch das Computerendgerät messstrahlbasiert, insbesondere mittels eines elektronischen Laserdistanzmessers, und/oder photogrammetrisch, insbesondere mittels einer als Doppelkamera ausgebildeten Kamera des Computerendgeräts oder mittels photogrammetrischer Bildaufnahme anhand einer Kamera in zwei Positionen/Perspektiven.

Als weitere Option weist das Messhilfsinstrument wenigstens einen Markierer zum gerichteten Markieren auf und die Vermessungsfunktionalität ist derart ausgestaltet, dass anhand der absoluten Verortung des Vermessungsgeräts und der ermittelten Relativlage des Messhilfsinstruments wenigstens ein abzusteckender Messpunkt positionsgetreu auf einer Oberfläche der Messumgebung mittels des Markierers markiert wird, z.B. indem der Markierer als eine, insbesondere als Teil des Computerendgeräts ausgebildete, Lichtquelle zur gerichteten Emission von sichtbarem Licht ausgebildet ist und der Messpunkt mittels Lichtprojektion auf der Messumgebungsoberfläche markiert wird. Der Markierer ist z.B. als Punkt- und/oder Linien laser ausgebildet, so dass z.B. auf einer Wand eine Soll- Position als Laserlichtfleck oder -linie positionsecht sichtbar gemacht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Markierer als ein Drucker oder eine Sprühvor richtung ausgebildet sein und eine Soll-Position wird mittels Aufbringen erner physischen Markierung, insbesondere einer Farbmarkierung, auf der Messumgebungsoberfläche markiert .

Vorzugsweise weist der Träger zur Lagestabilisierung eine Kardanaufhängung auf. Diese ist bevorzugt aktiv, d.h. automatisiert bewegbar, wobei dies genutzt wird, eine Ausrichtung des Computerendgeräts gezielt einzustellen. Damit lässt sich optional automatisch das Computerendgerät auf einen abzusteckenden oder zu vermessenden Messpunkt ausrichten, z.B. um wie oben beschrieben diesen dann zu markieren oder zu vermessen. Ein zu vermessender Messpunkt wird dabei optional auf dem Bildschirm im Messumgebungsbild vom Benutzer ausgewählt (z.B. angetippt) und das Computerendgerät richtet automatisch mittels der aktiven Kardanaufhängung seine Zielachse entsprechend aus und vermisst den ausgewählten Messpunkt. Die Lagestabilisierung wird optional z.B. zur gezielten Ausrichtung auf die Erde oder sonst einen ortbekannten Punktvektor genutzt.

Als weitere Option weist das Messhilfsinstrument eine Inertiale Messeinheit (IMU) auf und die Vermessungs funktionalität ist derart ausgestaltet, dass die Messdaten der Inertialen Messeinheit bei der Bestimmung der Relativlage des Messhilfsinstruments herangezogen werden. Die IMU kann insbesondere zur Überbrückung von Zeiten dienen, in denen keine Orientierung und/oder Entfernung des Messhilfsinstruments mittels des Vermessungsgeräts ermittelbar ist, z.B. durch Unterbrechung der Sichtlinie zwischen Vermessungsgerät und Codekörper.

Optional weist der Träger eine Arretierung, insbesondere einen Standfuss und/oder Klemme, auf, mit Hilfe derer das Messhilfsinstrument in der Messumgebung werkzeuglos fixierbar und wiederablösbar ist, z.B. an einer Wand. Als weitere Option weist der Träger ein Gelenk auf, so dass mittels des Gelenks die Anordnung des Computerendgeräts, und insbesondere im gleichen Zug auch des Körpers, relativ zum Träger verstellbar ist. Dies kann in manchen Lagen z.B. das Anzielen eines Umgebungspunkts zur Vermessung erleichtern oder überhaupt erst ermöglichen.

Daneben betrifft dieser Aspekt der Erfindung ein Verfahren für das beschriebene Messsystem. Das Verfahren umfasst ein absolutes Verorten des Vermessungsgeräts, ein Ausrichten des Vermessungsgeräts auf das Messhilfsinstrument, ein Bestimmen der Ausrichtung, ein Bestimmen der Lage des Messhilfsinstruments relativ zum Vermessungsgerät anhand der Mittel zum Bestimmen und/oder Bestimmbarmachen der Lage, und ein positionsgetreues Anzeigen wenigstens eines Messpunkts in Überlagerung eines vom Computerendgerät aufgenommenen Messumgebungsbilds auf dem Bildschirm.

Zudem betrifft dieser Erfindungsaspekt ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung dieses Verfahrens, insbesondere durch ein oben beschriebenes Messsystem.

Weiter betrifft dieser Aspekt der Erfindung eine handhaltbare Messhilfsinstrumentvorbereitung mit einem Träger, vorzugsweise mit lagestabilisierender Kardanaufhängung, einem handhaltbaren Einhandgriff, wobei der Träger ausgebildet ist zur lagedefinierten Aufnahme eines elektronischen, mobilen, einen Bildschirm und eine Kamera aufweisenden Anzeigegeräts, z.B. eines Smartphones und/oder Tablets. Weiter weist der Träger Mittel zum Bestimmen und/oder Bestimmbarmachen einer Lage der Messhilfsinstrument _V orbereitung auf .

Die Messhilfsinstrumentvorbereitung ist vorgesehen, mittels des Computerendgeräts und mit einem absolut verortbaren und bodengestützten Vermessungsgerät ein Messsystem zu bilden, wobei die Lage der Messhilfsvorbereitung relativ zum Vermessungsgerät anhand der Mittel ermittelbar sind.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines sich in einer Messumgebung befindlichen Ziels mit einem sich an einem Standort in der Messumgebung befindlichen oder positionierten und eine Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität sowie eine Zielachse auf weisenden Vermessungsgerät, insbesondere einer Totalsta tion. Das Verfahren weist folgende Schritte auf: Aufnehmen eines Überblicksbilds der Messumgebung, insbesondere eines 360 ° -Panoramabildes , vom Standort des Vermessungsgeräts aus, Anzeigen des Überblicksbilds auf einem Bildschirm, manuelles Auswählen eines das Ziel beinhaltenden Zielbereichs anhand des Überblicksbilds und automatisches Ausrichten der Zielachse in Richtung des Zielbereichs.

Weiter erfolgt im Rahmen des Verfahrens ein Aufnehmen eines Bildes des Zielbereichs, welches einem vergrösserter Ausschnitt aus dem Überblicksbild entspricht, mittels einer in Richtung der Zielachse ausgerichteten Kamera des Vermessungsgeräts (z.B. mittels einer On-Axis-Kamera) , ein manuelles Auswählen des Ziels anhand des Zielbereichsbildes, ein automatisches Ausrichten der Zielachse in Richtung des ausgewählten Ziels und ein Vermessen des Ziels durch das somit auf das Ziel ausgerichtete Vermessungsgerät mittels der Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität . Es erfolgt also anhand eines "globalen" grossräumigen Überblickbilds -welches vorzugsweise mittels der in Richtung der Zielachse ausgerichteten Kamera selbst aufgenommen wird - zuerst eine manuelle Definition eines Zielbereichs (z.B. durch Aufspannen eines Fensters mit zwei Fingern in einem Touch-Screen) , wonach ein erstes, grobes Ausrichten des Vermessungsgeräts auf das Ziel erfolgt. In der groben, ungefähren Ausrichtung wird dann ein zweites, gezielteres Bild aufgenommen, indem wiederum manuell durch den Benutzer das Ziel ausgewählt wird (z.B. durch punktuelles Drücken mittels Touch-Screen) , so dass anhand dieser manuellen Zielauswahl die Zielachse fein/genau auf das Ziel ausgerichtet wird, so dass es vermessen werden kann. Bei einem berührungssensitiven Bildschirm kann dieser zur Manipulation von Messdaten mittels Gestensteuerung ausgebildet sein.

In einer vorteilhaften Fortbildung wird der Benutzer automatisch unterstützt, indem beim manuellen Auswählen des Zielbereichs durch das Berühren des Bildschirms ein Bereich um die Berührungsstelle im Überblicksbild automatisch definiert wird, wobei die Grösse des Bereichs in Abhängigkeit von Messdaten, insbesondere einer Entfernung zum Zielbereich, automatisch festgelegt wird und/oder durch mehrmaliges Berühren, z.B. 2-Finger-Zoom, der Berührungsstelle der Bereich in Stufen variierbar ist; und/oder indem durch das Berühren eine Zone um die Berührungsstelle im Zielbereichsbild aktiviert wird, und innerhalb dieser Zone das Ziel automatisch erkannt und ausgewählt wird, und damit die also die Zielauswahl automatisch unterstützt wird. Optional wird zum Definieren des Zielbereichs und/oder Auswahlen des Ziels automatisch eine Zoomfunktion, insbesondere eine Bildschirmlupe, aktiviert.

Zudem betrifft dieser Erfindungsaspekt ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung dieses Verfahrens, insbesondere durch ein Vermessungsgerät mit einer Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität.

Des Weiteren betrifft dieser Aspekt der Erfindung ein Vermessungssystem, welches raumgestützt ist, also z.B. bodengestützt oder an einer Wand oder Decke stationiert. Das Vermessungssystem weist ein, insbesondere stationäres, Vermessungsgerät, insbesondere einer Totalstation, auf mit einer Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität, wodurch in Richtung einer Zielachse des Vermessungsgeräts eine Entfernung und Richtung zu einem zu vermessenden Ziel in einer Messumgebung des Vermessungsgeräts bestimmbar ist. Weiter weist das Vermessungsgerät wenigstens einen Antrieb zum automatisierten Verschwenken der Zielachse, und wenigstens eine in Richtung der Zielachse ausgerichtete Kamera auf, insbesondere eine on-axis-Kamera, mittels derer ein Bild eines Ausschnitts der Messumgebung aufnehmbar ist. Das Vermessungssystem weist darüber hinaus einen Bildschirm und eine Steuerung mit Auswertefunktionalität auf.

Die Steuerung weist eine Zielerfassungsfunktion auf, bei deren Ausführung eine Aufnahme eines Überblicksbilds der Messumgebung, insbesondere eines 360 ° -Panoramabildes , vom Standort des Vermessungsgeräts aus, insbesondere mittels der in Richtung der Zielachse ausgerichteten Kamera, erfolgt sowie eine Anzeige des Überblicksbilds auf dem Bildschirm. Weiter wird im Rahmen der Zielerfassungsfunktion ein manuelles Auswahlen eines das Ziel beinhaltenden Zielbereichs anhand des angezeigten Überblicksbilds durch einen Benutzer registriert, eine automatische Ausrichtung der Zielachse in Richtung des Zielbereichs mittels des Antriebs anhand der registrierten manuellen Definition als grobe Ausrichtung auf das Ziel durchgeführt und dann ein Bild des Zielbereichs aufgenommen, welches einem vergrösserter Ausschnitt aus dem Überblicksbild entspricht, mittels der in Richtung der Zielachse ausgerichteten Kamera.

Mittels diesem (zweiten) Bild erfolgt ein Registrieren eines manuellen Auswählens des Ziels, eine automatische (feine) Ausrichtung der Zielachse in Richtung des ausgewählten Ziels (also auf das Ziel) mittels des Antriebs anhand der registrieren manuellen Zielauswahl, so dass das Ziel mittels der Entfernungs- und Richtungsmess funktionalität vermessbar ist.

Optional weist das Vermessungsgerät auf eine Basis, eine die Zielachse definierende und gegenüber der Basis um wenigstens eine Achse, insbesondere zwei zueinander orthogonale Achsen, schwenkbare Anzieleinheit, insbesondere ein Zielfernrohr, wenigstens einen Winkelmesser sowie eine Winkelmessfunktionalität zur Messung der Ausrichtung der Zielachse, einen Entfernungsmesser zur Messung einer Entfernung zum Ziel entlang der Zielachse, und eine Steuerung mit Einzelpunktbestimmungsfunktionalität, bei deren Ausführung gesteuert durch die Steuerung basierend auf der gemessenen Ausrichtung der Zielachse und der Entfernung zwischen Ziel und Vermessungsgerät eine räumliche Position des Ziels bestimmt wird. Vorzugsweise weist die Anzieleinheit eine Strahlquelle zur Erzeugung einer Messstrahlung sowie eine Optik zur Emission der Messstrahlung als Freistrahl in Richtung der Zielachse auf sowie einen elektro-optischen Detektor zum Detektieren von vom Ziel reflektierter Messstrahlung, woraus die Entfernung zum Ziel bestimmbar ist.

Optional ist der Bildschirm zur Bedienung des Vermessungsgeräts sowie zur Darstellung und Manipulation von Messdaten ausgebildet, wobei der Bildschirm und das Vermessungsgerät separate Einheiten sind oder der Bildschirm als vom Vermessungsgerät separierbar ausgebildet ist. Weiter kann das Vermessungssystem ein Messhilfs instrument zur physischen Markierung des Ziels umfassen, insbesondere einen Vermessungsstab mit Retroreflektor .

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft einen Baulaser, z.B. einen Linienlaser, mit einem eine Laserquelle und eine Sendeoptik aufweisenden -z.B. mittels einer kardanischen Aufhängung oder einem Kugelgelenk- selbstnivellierenden Lasermodul, wobei die Sendeoptik ausgebildet ist zum punkt- oder linienförmigen Aussenden von Laserstrahlung der Laserquelle, z.B. als Linie mittels Verbreiterns/Aufweitens des Laserstrahls oder dessen raschen Verschwenkens/ Rotierens (in einer Ebene) . Weiter weist der Baulaser ein Gehäuse mit einer Arretierung (Fixierung) auf, welche vorgesehen ist zum wiederablösbaren Fixieren des Gehäuses in einer Höhe über einer Referenzfläche, z.B. dem Boden eines Raums.

Erfindungsgemäss weist der Baulaser einen Distanz- und/oder Positionsmesser auf, welcher ausgebildet ist zur automatisierten Messung der Höhe über der Referenzfläche. Optional ist der Distanz- und/oder Positionsmesser ausgebildet als Laserdistanzmesser, wobei vorzugsweise die Laserquelle auch zur Bereitstellung von Laserstrahlung für den Laserdistanzmesser dient. Alternativ oder zusätzlich ist der Distanz- und/oder Positionsmesser ausgebildet als Lesekopf, vorgesehen zum Lesen einer, insbesondere absoluten, Positionscodierung. D.h. die Höhe wird als Ent fernung zum Boden z.B. mittels Laserlaufzeit- oder Phasen messung gemessen und/oder die Höhe wird von einer die Höhe codierenden Massverkörperung durch einen Lesekopf abgelesen .

Bei Ausbildung als Lesekopf ist dieser optional in die Arretierung integriert und/oder als opto-elektronischer oder kapazitiver Lesekopf ausgebildet. Als weitere Option ist mittels des Distanz- und/oder Positionsmessers oder eines zusätzlichen Ausrichtungsmessers des Baulasers auch die Ausrichtung des Gehäuses in der horizontalen Ebene messbar, so dass also auch eine Rotationsstellung um die Höhenachse messbar ist.

Vorzugsweise weist das Gehäuse einen Antrieb auf und die Arretierung ist als automatisierte Arretierung ausgebildet, so dass die Höhe automatisiert verstellbar ist, wobei optional der Antrieb auch zur automatisierten Änderung der horizontalen Ausrichtung ausgebildet ist.

Optional erfolgt die Höhen- und ggf· auch Ausrichtungsänderung mittels Antrieb automatisch, indem der Baulaser eine Steuerung aufweist, welche ausgebildet ist zur automatischen Verstellung der Höhe und zur automatischen Fixierung des Gehäuses in einer Sollhöhe, ggf. mit einer Sollausrichtung.

Auch kann in Ausführungsformen mit Antrieb der Baulaser ein Fernsteuerungsempfänger aufweisen und derart ausgebildet sein, dass die Höhe, und insbesondere auch die Ausrichtung des Gehäuses in der horizontalen Ebene, per Fernsteuerung verstellbar ist.

Als weitere Option weist der Baulaser ein Kommunikationsmodul auf, so dass die jeweils gemessene Höhe an ein externes Gerät, insbesondere eine Fernsteuerung, übermittelbar ist.

Der vorliegende Aspekt der Erfindung betrifft zudem ein Baulasersystem mit einem Baulaser und einer, insbesondere stabförmigen, Halterung, wobei der Baulaser ein eine Laserquelle und eine Sendeoptik aufweisendes , insbesondere mittels einer kardanischen Aufhängung oder einem Ku gelgelenk, selbstnivellierendes Lasermodul aufweist, wobei die Sendeoptik ausgebildet ist zum punkt- oder linienförmi gen Aussenden von Laserstrahlung. Weiter umfasst der Baulaser ein Gehäuse mit einer Arretierung, welche vorgesehen ist zum lösbaren Fixieren des Gehäuses an der Halterung, so dass das Gehäuse an der Halterung flexibel in verschiedenen Höhen über einer Referenzfläche fixierbar ist .

Erfindungsgemäss weist das System einen, insbesondere absoluten, Positionsencoder auf zur automatisierten Messung der jeweiligen Höhe des Gehäuses über der Referenzfläche.

Optional weist die Halterung einen aktiven Teil des Positionsencoders auf und der Baulaser einen dazu komplementären passiven Teil, z.B. ein Magnet als posi tionsindizierendes Target. D.h. das Bestimmen oder Auslesen eines Positionswerts erfolgt auf Seiten der Halterung. Dies hat den Vorteil, dass der Baulaser einfach gehalten werden kann, kein oder kaum zusätzliches Gewicht und keinen oder kaum zusätzlichen Energiebedarf aufweist. Alternativ ist die Halterung passiv und weist z.B. einen für die Höhenmessung vorgesehenen optischen Positionscode auf.

In einer Fortbildung des Systems ist der Positionsencoder derart ausgebildet, dass neben der Höhe auch eine Ausrichtung des Gehäuses relativ zur Halterung messbar ist, insbesondere wofür die Halterung hierfür einen optischen Flächencode aufweist, der neben der Höhenachse eine weitere Achse codiert.

Optional weist das System einen Antrieb auf und die Arretierung ist als automatisierte Arretierung ausgebildet, so dass das Gehäuse automatisiert höhenverstellbar und fixierbar ist, insbesondere wobei der Antrieb derart ausgebildet ist, dass automatisiert zusätzlich zur Höhe auch eine Ausrichtung des Gehäuses relativ zur Halterung verstellbar ist. Der Antrieb ist beispielsweise dergestalt, dass hinsichtlich des Antriebs die Halterung aktiv und der Baulaser passiv ist, wobei der Antrieb zum Beispiel als magnetischer Linearantrieb ausgebildet ist. Bei einem derart passiven Baulaser könnte somit vorteilhaft dessen Energiebedarf vergleichsweise klein gehalten werden.

Bei derartigen Ausführungsformen mit einem Antrieb weist das System zudem vorzugsweise eine elektronische Steuerung auf, welche derart ausgebildet ist, dass mittels des Antriebs und der Arretierung und anhand der jeweils gemessenen Höhe automatisch das Gehäuse in einer vorgegebenen Sollhöhe fixierbar ist. Bei Ausführungsformen, die wie oben beschrieben weiter einen Zweiachsenantrieb und eine Zweiachsencodierung/Zweiachsenencoder aufweisen, ist dann vorzugsweise die Steuerung auch zur automatischen Verstellung der zweiten Achse ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich weist das System einen Fernsteuerungsempfänger auf und ist derart ausgebildet, dass die Höhe, und insbesondere auch eine Ausrichtung des Gehäuses, per Fernsteuerung verstellbar ist.

Der vorliegende Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Verfahren zum Einstellen einer Sollhöhe eines Baulasersystems nach obiger Beschreibung, wobei anhand der vom Positionsencoder gemessenen jeweiligen Höhe die Sollhöhe automatisch vom System und/oder von einem Benutzer mittels Fernbedienung eingestellt wird.

Als zusätzliche Option erfolgt im Rahmen des Verfahrens zusätzlich ein Ausrichten des Baulasers dergestalt, dass in Kenntnis einer Distanz zu einer senkrechten Wand der Baulaserumgebung ein gezieltes Einstellen der Aussenderichtung des Laserfächers derart erfolgt, dass eine von vom Laserfächer an der senkrechten Wand gebildete Referenzlinie sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung gezielt platziert wird.

Dieser Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche, insbesondere durch ein Baulasersystem.

In einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung ein portables oder handtragbares geodätisches Messhilfsinstrument, ausgebildet um mit einem, insbesondere stationären, Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität aufweisenden geodätischen Vermessungsgerät, insbesondere einer Totalstation, ein Vermessungssystem zum Vermessen und/oder Abstecken eines Geländepunkts zu bilden.

Das Messhilfsinstrument weist dabei eine handhaltbare Stange auf mit einem Bodenkontaktende. Alternativ oder zusätzlich weist das Instrument ein Stativ auf. Mittels der Stange und/oder dem Stativ ist das Messhilfsinstrument beim Geländepunkt positionierbar oder aufstellbar. Weiter weist das Messhilfsinstrument ein vom Vermessungsgerät anzielbares Ziel auf, z.B. einen Retroreflektor, wobei das Ziel einen entlang einer Längsachse gelegenen Positionsreferenzpunkt aufweist.

Darüber hinaus weist das Instrument eine Anzieleinheit mit einer Zielachse zum Anzielen des Geländepunkts, wobei die Zielachse der Längsachse des Ziels entspricht oder zu dieser senkrecht ist, und wobei das Ziel und die Anzieleinheit in einer von der Stange und/oder dem Stativ getragenen Baugruppe angeordnet sind.

Die Baugruppe ist in einer motorisiert angetriebenen und aktiv gesteuerten kardanischen Aufhängung mit zwei kardanischen Achsen gelagert, wobei mittels der kardanischen Aufhängung die Hochachse des Ziels und die Zielachse der Anzieleinheit bei Positionierung beim Geländepunkt von selbst bzw. automatisch lotrecht oder waagrecht ausrichtbar sind.

D.h. die Baugruppe ist an bzw. in einer zweiachsig gelagerten kardanischen Aufhängung befestigt, welche einen Antrieb, z.B. einen Direktantrieb, aufweist zur aktiven Bewegung der Aufhängung um die beiden Achsen und damit wiederum Bewegung der Baugruppe. Das Messhilfsinstrument ist dabei derart ausgebildet, dass die aktive kardanische Aufhängung so steuerbar ist, dass mittels Ein-/Anfahren einer entsprechenden Stellung der Baugruppe die Zielhochachse und die Zielachse automatisch lotrecht bzw. waagrecht ausgerichtet werden, wenn das Instrument am gewünschten Geländepunkt ist. Daneben kann mittels der aktiven kardanischen Aufhängung bei Bedarf die Hoch-/bzw. Zielachse gezielt auf weitere gewünschte oder vorgegebene Ausrichtungen eingestellt werden, z.B. um mit der Anzieleinheit bestimmte Fluchtungsvorgaben bereitzustellen.

Vorzugsweise weist die aktive kardanische Aufhängung eine adaptive Dämpfung auf. Damit lässt sich die durch die Aufhängung bereitgestellte Dämpfung aktiv und vorzugsweise automatisch an Messbedingungen anpassen. D.h. das beispielsweise eine Bewegung der Baugruppe, z.B. je nach Stärke oder Frequenz, optimiert ausgeglichen werden kann. Auch ist damit beispielsweise die Dämpfung an das Gewicht des Ziels anpassbar, was besonders bei Messhilfsinstrumenten, welche unterschiedliche schwere Zielkörper aufnehmen können, vorteilhaft ist. Optional ist das Ziel derart angeordnet, dass sich der Positionsreferenzpunkt im Schnittpunkt der beiden Achsen der kardanischen Aufhängung befindet. Als weitere Option ist die Baugruppe mit einem Versatz zur Stange und/oder der Stativmitte angeordnet ist, so dass die lotrecht ausgerichtete Zielachse von Stange oder Stativ ungehindert auf einen Geländepunkt am Boden zielt. Als weitere Option weist die Aufhängung wenigstens einen Neigungssensor auf. Dank der aktiven zweiachsigen kardanischen Aufhängung ist ein solcher Neigungssensor mit hoher Genauigkeit und kleinem Messbereich anfahrbar und einnivellierbar . Vorzugsweise ist die Anzieleinheit zur Markierung des angezielten Geländepunkts und/oder Messung der Entfernung zwischen dem Positionsreferenzpunkt und dem angezielten Geländepunkt ausgebildet ist. D.h. die Anzieleinheit dient zum Anzeigen eines Sollpunkts im Gelände (Abstecken) und/oder zur Messung der Position eines im Gelände vorhandenen Punkts. Hierfür weist die Anzieleinheit optional einen Laser auf zur Emission eines Laserstrahls in Richtung der Zielachse, wobei der Laserstrahl zur Markierung des Geländepunkts und/oder zur Messung der Distanz zum Geländepunkt dient. Zur Entfernungsmesser weist die Anzieleinheit optional einen, z.B. als Triangulationsscanner oder eine Time-of-Flight-Kamera ausgebildeten, elektronischen Distanzmesser auf.

Weiter kann die Anzieleinheit ausgebildet sein zur Emission eines zweiten Laserstrahls, z.B. mittels einer zweiten Lasers oder durch Abspalten eines Teilstrahls des ersten Laserstrahls. Die Emissionsrichtung des zweiten Laserstrahls ist optional senkrecht zur Zielachse. Als weitere Option weist die Anzieleinheit eine Optik auf, mittels derer der erste und/oder zweite Laserstrahl punkt- oder linienförmig aussendbar ist (also als z.B. Linien laser) . Als weitere Option ist die Anzieleinheit ausgebil det, um mittels des ersten und/oder zweiten Laserstrahls oder einer zusätzlichen Lichtquelle zweidimensionale Bilder auf eine Fläche der Umgebung zu projizieren.

Optional weist die Anzieleinheit eine in Richtung der Zielachse ausgerichtete Kamera auf, so dass damit ein Bild des Geländepunkts aufnehmbar ist. Die Kamera wird optional genutzt, um im Rahmen einer Visualisierungsfunktionalität ein Bild des Geländepunkts (bzw. ein Bild der Messumgebung, dass den Geländepunkt beinhaltet) aufzunehmen, ein augmented-reality-Bild zu erzeugen, indem dem aufgenommenen Bild eine den Geländepunkt positionsgetreu markierende Grafik überlagert wird und das augmented-reality-Bild auf einem, insbesondere externen, Display anzuzeigen, z.B. einer augmented-reality-Brille .

In einer Fortbildung weist die Baugruppe eine Zielverfolgungseinheit auf, ausgebildet zur fortlaufenden Verfolgung eines sich relativ zum Messhilfsinstrument bewegenden Zielgeräts, z.B. einem herkömmlichen Lotstab. Die Zielverfolgungseinheit kann z.B. ATR-basiert (Automated Target Recognition; siehe auch Beschreibung zu Figur 14) sein zur Verfolgung retroreflektierender Zielgeräte, wie prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt, und/der kamerabasiert für andere Geräte.

Dieser fünfte Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Vermessungssystem mit einem, insbesondere stationären, Entfernungs- und Richtungsmessfunktionalität aufweisenden geodätischen Vermessungsgerät, insbesondere einer Totalstation, und einem oben beschriebenen Messhilfsinstrument, wobei vorzugsweise das System Mittel aufweist zur Bestimmung der Orientierung der kardanischen Aufhängung des Messhilfsinstruments relativ zum Vermessungsgerät. Diese Orientierungsbestimmungsmittel sind z.B. ausgebildet als optische Markierungen/Muster/Codes am Messhilfsinstrument, z.B. LED-Anordnungen oder einen 3D- Körper wie z.B. eine Kugel mit optischem Code auf der Oberfläche, welche von einer vermessungsgerätseitigen Kamera erfassbar und auswertbar sind (siehe auch Beschreibung zum zweiten Erfindungsaspekt) .

Weiter betrifft dieser Aspekt ein Verfahren zum Überprüfen der Fluchtung eines handgehaltenen Werkzeugs, welches eine Arbeitsachse und an einer Rückseite einen auf der Arbeitsachse liegenden Laserdetektor oder eine Mattscheibe aufweist, mit Hilfe eines solchen Messhilfsinstruments, welches einen Laser zur Laserstrahlemission in Zielachsenrichtung aufweist. Im Rahmen des Verfahrens erfolgt ein Positionieren des Messhilfsinstruments bei einem Geländepunkt, so dass der Laserstrahl auf den Geländepunkt trifft und Anlegen des Werkzeugs, z.B. einer Bohrmaschine, am Geländepunkt. Dann erfolgt ein Überprüfen der Fluchtung des Werkzeugs, indem die Arbeitsachse des Werkzeugs so ausgerichtet wird, dass der Laserstrahl innerhalb einer definierten zentralen Zone auf den Detektor oder die Mattscheibe des Werkzeugs trifft.

Dieser Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, insbesondere eines handhaltbaren Werkzeugs oder eines Baulasersystems, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche.

Ein sechster Erfindungsaspekt betrifft ein Vermessungs gerät, insbesondere ausgebildet als Totalstation oder Lasertracker, zur koordinativen Positionsbestimmung eines Ziels, insbesondere eines Retroreflektors .

Das Vermessungsgerät weist ein Entfernungsmessmodul auf mit einer Strahlquelle zur Erzeugung von Messstrahlung, einem Detektor zur Detektion von vom Ziel reflektierter Messstrahlung, um basierend auf detektierter Messstrahlung die Entfernung zum Ziel zu bestimmen.

Weiter weist das Vermessungsgerät ein Richtungsmessmodul auf mit einem lichtempfindlichen positionssensitiven Sensor und einer Empfangsoptik zum Empfang von optischer Strahlung und deren Führung auf den Sensor. Der Sensor ist in einem bestimmten infraroten Wellenlängenbereich empfindlich, um vom Ziel ausgehende Infrarotstrahlung aus diesem Wellenlängenbereich zu erfassen, wobei ein Auftreffpunkt der erfassten Infrarotstrahlung auf dem Sensor bestimmbar ist und anhand des Auftreffpunkts eine Richtung zum Ziel ermittelbar ist. Die vom Ziel ausgehende Zielinfrarotstrahlung wird wie im Stand der Technik bekannt entweder vom Ziel selbst emittiert oder es wird vom Ziel vom Vermessungsgerät ausgehende Infrarotstrahlung z.B. mittels eines Retroreflektors reflektiert.

Erfindungsgemäss sind die Empfangsoptik und der Sensor derart ausgebildet, dass gleichzeitig zum Erfassen der Infrarotstrahlung auch sichtbare Strahlung mit einer zur Erzeugung eines Farbbildes ausreichenden Spektralverteilung empfangbar und mittels des Sensors erfassbar ist.

Vorzugsweise ist das Vermessungsgerät derart ausgebildet, dass parallel zur Bestimmung der Richtung zum Ziel (anhand der Infrarotstrahlung) ein Bild, insbesondere ein RGB-Bild, des Ziels anhand der erfassten sichtbaren Strahlung erzeugbar ist.

Der Sensor ist optional als hybrider RGB-IR-Sensor ausgebildet. Als weitere Option weist die die Empfangsoptik wenigstens eine Korrekturlinse auf, mittels derer die Fokuslänge der Empfangsoptik im Infrarotbereich und die Fokuslänge im sichtbaren Bereich einander angeglichen sind, so dass gleichzeitig für beide Wellenlängenbereiche ein (zumindest weitgehend) scharfes Bild auf dem Sensor vorliegen kann. Alternativ oder auch zusätzlich weist das Vermessungsgerät eine teilautomatisierte oder automatisierte Steuerung des Fokus der Empfangsoptik auf, welche derart ausgebildet ist, dass basierend auf einer Auswertung erfasster sichtbarer Strahlung der Fokus für die Infrarotstrahlung eingestellt wird.

Optional weist das Vermessungsgerät eine Basis auf und eine um wenigstens eine Achse relativ zur Basis motorisiert verschwenkbare Strahllenkeinheit, welche das Entfernungsmessmodul und das Richtungsmessmodul aufweist und weiter eine Winkelmessfunktionalität zur Bestimmung einer Ausrichtung der Strahllenkeinheit relativ zur Basis. Als weitere Option weist die Strahllenkeinheit eine Infrarotstrahlquelle auf zur Beleuchtung des Ziels mit der Infrarotstrahlung und/oder eine Pointer-Strahlquelle zum Emittieren eines sichtbaren (und damit in einem mittels des Sensors erzeugten Bild erkennbaren) Pointer-Lichtstrahls koaxial zur Messstrahlung.

Als weitere Option weist das Vermessungsgerät eine Feinanziel- und/oder Zielverfolgungsfunktionalität auf, bei deren Ausführung anhand der (mittels des Auftreffpunkts ) bestimmten Richtung zum Ziel eine Ausrichtung des Vermessungsgeräts zum Ziel automatisch geregelt wird, so dass das Ziel feinanzielbar und/oder verfolgbar (sog. Tracking) ist.

Dieser sechste Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Verfahren mit einem oben vorgestellten Vermessungsgerät, wobei im Rahmen des Verfahrens in einer Ausrichtung der Empfangsoptik zum Ziel in einem Arbeitsgang anhand von mittels der Empfangsoptik empfangener und vom Sensor erfasster Zielinfrarotstrahlung (also vom Ziel ausgehender Infrarotstrahlung) eine Richtung zum Ziel bestimmt wird (sog. ATR-Messung) . Zudem wird im Rahmen des Verfahrens anhand von mittels der Empfangsoptik empfangener und vom Sensor erfasster sichtbarer Strahlung ein Bild, insbesondere ein RGB-Bild, vom Ziel erzeugt wird.

Hierbei ist für die Durchführung beider Prozesse keine Veränderung der Wellenlängendurchlässigkeit der Empfangsoptik/des optischen Strahlengangs erforderlich, so dass z.B. das Erfassen der Infrarotstrahlung und das Erfassen der sichtbaren Strahlung im selben Sensorbelichtungsvorgang erfolgen können bzw. Bilderzeugung und ATR-Messung gleichzeitig ablaufen können.

Alternativ zu einem solchen gleichzeitigen Vorgang erfolgen das Erfassen der Infrarotstrahlung und das Erfassen der sichtbaren Strahlung in jeweils getrennten, nacheinander erfolgenden Sensorbelichtungsvorgängen. Optional erfolgen die Belichtungsvorgänge alternierend im Rahmen eines Videostreams und/oder die Belichtung wird jeweils an die die jeweilige Strahlung angepasst, so dass z.B. aufgrund der unterschiedlichen Belichtungszeiten für jede Strahlung der Sensor optimal ausgenutzt wird.

Optional wird im Bild des Ziels die bestimmte Richtung zum Ziel überlagernd dargestellt, wobei das Bild zum Beispiel Teil eines Live-Video-Streams ist. Als weitere Option erfolgt anhand der bestimmten Richtung zum Ziel eine Zielfeinanzielung und/oder Zielverfolgung durch das Vermessungsgerät .

Als weitere Option wird im Rahmen des Verfahrens die Bildschärfe des Bilds ausgewertet und anhand des Auswertungsergebnisses der Fokus für ein danach erfolgendes Erfassen der Infrarotstellung eingestellt wird.

Dieser Erfindungsaspekt betrifft zudem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche, insbesondere durch ein Vermessungsgerät mit Richtungs- und Entfernungsmessfunktionalität .

In einem siebten Aspekt betrifft die Erfindung eine Plattform zum Verkauf und Kauf von Geodäsiedaten über ein offenes Computernetzwerk, vorzugsweise über das Internet.

Die Plattform weist dabei Mittel zum Empfang von von einem externen Gerät, insbesondere einem geodätischen Vermessungssystem, über das Computernetzwerk gesendeten Geodäsiedaten auf, wobei die Daten geodätisch vermessene, absolute Koordinaten wenigstens eines Geländepunkts beinhalten. Dann verfügt die Plattform über Mittel zum Speichern der empfangenen Geodäsiedaten in Zuordnung zu den Koordinaten, d.h. die Daten werden gemäss ihrer Koordinaten eingeordnet/abgelegt .

Weiter weist die Plattform Mittel zum Bereitstellen wenigstens eines Teils der gespeicherten Geodäsiedaten bei koordinatenbezogener Abfrage durch ein externes und per Computernetzwerk verbundenes geodätisches Vermessungssystem auf. Dieser Datenteil umfasst zumindest die Koordinaten selbst umfasst und das Bereitstellen basiert auf der Koordinatenzuordnung der gespeicherten Daten. Ausserdem verfügt die Plattform über Mittel zum Senden der bereitgestellten Geodäsiedaten an das abfragende geodätischeVermessungssystem über das Computernetzwerk.

Optional ist die Plattform derart ausgebildet, dass die Geodäsiedaten neben den absoluten Koordinaten des Geländepunkts wenigstens eine der folgenden Metadaten zu den Koordinaten (bzw. dem Geländepunkt oder der zugrundeliegenden Vermessung) beinhalten können: Messgenauigkeit, Messzeitpunkt, Messtechnologie und/oder Vermessungsgerättyp, Urheber/Quelle, Punkt- und/oder Objektcodierung (z.B. Kennzeichnung als Wegberandung oder Hydrant) oder Koordinatenhistorie.

Als weitere Option sind die Mittel zur Datenbereitstellung derart ausgebildet, dass bei Abfrage im Rahmen der Bereitstellung eine Vorauswahl aus den gespeicherten Geodäsiedaten und/oder eine Adaption der gespeicherten Geodäsiedaten erfolgt in Abhängigkeit des hierzu an die Plattform übermittelten Gerätetyps und/oder Standorts des ersten Vermessungssystems.

Optional ist die Plattform ausgebildet, mehrere Vermessungsgeräte als Vermessungsverbund derart zu verknüpfen, dass von einem der Vermessungssysteme empfangene Geodäsiedaten in Echtzeit im Verbund, insbesondere automatisch, verteilbar sind.

In einer Fortbildung ist die Plattform ausgebildet, bei Vorhandensein von ersten Geodäsiedaten eines Geländepunktes und zumindest zweiten Geodäsiedaten des gleichen Geländepunktes, insbesondere aus unterschiedlichen Datenquellen stammend, diese beiden Daten zu verarbeiten, um eine Statistik des Verlaufs der Geländepunktkoordinaten zu erzeugen und/oder einen Mittelwert aus den zumindest zwei Geländepunktkoordinaten zu berechnen und diesen Koordinatenmittelwert als abfragbare Koordinaten zu speichern und/oder eine vergleichende Beurteilung der Zuverlässigkeit und/oder Qualität der ersten und zweiten Geodäsiedaten bereitzustellen, insbesondere wobei die Beurteilung automatisch und/oder durch Benutzer der Plattform erzeugt ist.

Optional ist die Plattform ausgebildet, im Falle einer Aktualisierung gespeicherter Geodäsiedaten automatisch eine Aktualisierungsmitteilung zu generieren und über das Computernetzwerk an ein Vermessungssystem zu senden, welches diese Daten bereits heruntergeladen hat. Als weitere Option ist die Plattform über das Internet mit einem meteorologischen und/oder seismologischen Datenprovider verbunden und dergestalt ausgebildet, dass eine Warnungsmitteilung mit den Geodäsiedaten des Geländepunkts verknüpft wird, welche auf eine aufgrund meteorologischer und/oder seismologischer Ereignisse mögliche Abweichung der gespeicherten Koordinaten von den realen Koordinaten des Geländepunkts hinweist. D.h. falls aufgrund der empfangenden meteorologischen und/oder seismologischen Daten anzunehmen ist, dass sich der Geländepunkt "bewegt" hat oder haben könnte und somit die bezogenen Koordinaten veraltet sein könnten, wird dies automatisch an Benutzer mitgeteilt.

Dieser Erfindungsaspekt betrifft zudem ein System aus einer derartigen Datenplattform und einem geodätischen Vermessungssystem, insbesondere einer Totalstation, wobei das System derart ausgebildet ist, dass Upload und/oder Download von Geodäsiedaten an bzw. von der Plattform durch eine einzige Vermessungssystembenutzereingabe durchführbar ist, insbesondere durch einen einzigen Tasten- oder Knopfdruck am Vermessungsgerät.

Weiter betrifft dieser siebte Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Verkauf und Kauf von Geodäsiedaten über eine Computernetzwerkplattform.

Das Verfahren umfasst die Schritte: geodätisches Vermessen von Geländepunkten, so dass Geodäsiedaten erzeugt werden, welche zumindest die absoluten Koordinaten der Geländepunkte aufweisen, Uploaden der Geodäsiedaten an eine öffentlich zugängliche Computernetzwerk-Geodäsiedaten handelsplattform über das Computernetzwerk als Verkauf der Geodäsiedaten, Speichern der Geodäsiedaten in der Plattform, so dass die Geodäsiedaten in Abhängigkeit der Koordinaten abfragbar sind. Weiter beinhaltet das Verfahren ein Bereitsstellen von gespeicherten Geodäsiedaten bei koordinatenbezogener Abfrage der Geodäsiedaten über das Computernetzwerk und Downloaden zumindest eines ausgewählten Teils der bereitgestellten Geodäsiedaten über das Computernetzwerk als Kauf der Geodäsiedaten, insbesondere wobei das Downloaden auf/durch ein geodätisches Vermessungssystem erfolgt.

Optional wird der Koordinatenbezug der Abfrage automatisch hergestellt wird, indem der Standort des abfragenden Käufers, insbesondere unter Verwendung eines Globalen Navigationssystems, bestimmt und die gespeicherten Geodäsiedaten derjenigen Geländepunkte zur Abfrage bereitgestellt/angeboten werden, welche sich am Standort befinden. D.h. ein Benutzer bzw. Käufer muss nicht händisch eingeben, zu welchen Koordinaten bzw. zu welchem Vermessungsstandort er bereits vermessende Geländepunkte (Geodäsiedaten) er beziehen möchte, sondern es wird im Rahmen des Verfahrens automatisch seinen Aufenthaltsort ermittelt und der Plattform mitgeteilt, welche dann von selbst anhand der empfangenen Standortkoordinaten am Standort gelegene vermessene Punkte aus dem Speicher heraussucht. Generell meint koordiantenbezogenes Abfragen auch, dass eine Bezeichnung oder ein Name einer Messumgebung/eines Standorts angegeben wird, z.B. in Form einer Adressangabe (z.B. Ort, Strasse). D.h. die Geodäsiedaten können auch derartig in Abhängigkeit der bzw. Zuordnung zu den Koordinaten abgespeichert werden, dass sie aufgrund einer Ortsbezeichnungseingabe auffindbar bzw. abfragbar sind.

Optional erfolgt im Rahmen des Verfahrens bei Abfrage von Geodäsiedaten einer bestimmten Menge von Geländepunkten automatisch -basierend auf den Geodäsiedaten- ein Vorschlag für einen zur Menge der Geländepunkte passenden bzw. optimaler Vermessungsstandort.

Als weitere Option erfolgt bei der Abfrage das Übermitteln eines Gerätetyps eines abfragenden Vermessungssystems an die Plattform und das Bereitstellen von Geodäsiedaten angepasst an den Gerätetyp. Als weitere Option werden im Rahmen des Bereitstellens von Geodäsiedaten eines Geländepunkts mögliche weitere an den Geländepunkt anschliessende Geländepunkte vorgeschlagen.

In einer Fortbildung des Verfahrens wird automatisch eine Mitteilung an einen Käufer gesendet, sobald eine Aktualisierung bereits heruntergeladener Geodäsiedaten vorliegt und/oder als Hinweis darauf, dass bereits heruntergeladene Geodäsiedaten inzwischen veraltet oder wahrscheinlich veraltet sind, insbesondere aufgrund von Umwelteinflüssen auf den Geländepunkt.

Zudem betrifft dieser Erfindungsaspekt ein Computerpro grammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinen lesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung dieses Verfahrens .

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von den in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungen und Anwendungsvorgängen näher beschrieben.

Im Einzelnen zeigen

Fig.1 schematisch den Ablauf des erfindungsgemässen

Verfahrens zur Darstellung von Soll-Positionen in einem Livebild einer Baustelle,

Fig.2 ein Beispiel für ein Live-Bild einer Baustelle mit Anzeige von Soll-Positionen,

Fig.3a,b je eine Fortbildung des Verfahrens,

Fig.4 ein Beispiel für ein Vermessungssystem mit

Vermessungsfunktonalität, welches ein

Vermessungsgerät und ein handhaltbares

Messhilfsinstrument aufweist,

Fig .5 eine Abwandlung des Systems nach Figur 4,

Fig .6a-e schematisch das erfindungsgemässe Verfahren zum

Vermessen eines Ziels mittels ernes Vermessungsgeräts mit Zielbereitstellungs- funktion,

Fig.7a,b Fortbildungen des Zielbereitstellungsverfahrens ,

Fig. 8 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen BaulaserSystems ,

Fig. 9 ein zweites Beispiel eines erfindungsgemässen

BaulaserSystems ,

Fig. 10 eine Fortbildung der vorigen Baulaserausführungs formen,

Fig.lla-c Ausführungsformen eines erfindungsgemässen

Vermessungssystems mit einem Messhilfsinstruments und einem Vermessungsgerät mit einer kardanischen Aufhängung,

Fig. 12 eine alternative Ausführungsform eines

Messhilfsinstruments ,

Fig.l3a-c ein Beispiel für ein Verfahren zum

Fluchtungsprüfen unter Verwendung eines

Messhilfsinstruments ,

Fig. 14 ein Beispiel eines Vermessungsgeräts mit parallelem Bereitstellen einer Richtung zu einem zu vermessenden Ziel und eines Bilds vom Ziel,

Fig. 15 schematisch den Ablauf von parallelem Erfassen von Infrarotstrahlung und sichtbarer Strahlung, Fig. 16 eine Fortbildung der Ausführungsform eines

Vermessungsgeräts nach Fig. 14,

Fig. 17 einen Ablauf dar, mit dem in einem Arbeitsgang ein Kamerabild anhand der sichtbaren Wellenlängen als auch eine IR-Messung erfolgt,

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel für einen hybriden

Sensor,

Fig. 19 ein Beispiel für ein Verfahren zum Kauf und

Verkauf von Geodäsiedaten über eine

Computernetzwerkplattform,

Fig . 20 ein Beispiel für Geodäsiedaten und

Fig. 21 für einen mittels der Plattform bereitgestellten

Vermessungsverbünd .

Die Figur 1 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens zur Darstellung von Soll- Positionen in einem Livebild einer Baustelle. In einem Schritt 20a wird ein positionsreferenziertes Bild der Baustelle aufgenommen, z.B. die Fotografie einer oder mehrerer Gebäudeflächen. Alternativ oder zusätzlich zu einem 2D-Abbild wird ein positionsreferenziertes 3D-Abbild der Baustelle erstellt, z.B. wird eine 3D-Punktwolke erzeugt. Das Erstellen eines 2D- oder 3D-Abbilds erfolgt beispielsweise von einem Baustellenvermesser oder mittels eines Vermessungsgeräts wie einer Totalstation oder Laserscanners. Mittels der Positionsreferenz ist dem Baustellenabbild bzw. den darin abgebildeten Elementen der Baustelle eindeutig eine Position zugeordnet oder zumindest zuordenbar . Im Schritt 20b werden mit dem positionsreferenzierten Bild Soll-Positionen oder Stake-out-Punkte verknüpft. Z.B. werden diese Positionen aus einem Bauplan abgerufen und dem positionsreferenzierten Bild positionsgetreu in einem zweiten Bildlayer überlagert. Die Soll-Positionen sind somit mit dem Abbild der Baustelle derart verbunden, dass eine jede gewünschte oder geplante Position, z.B. die Positionen von Bohrlöchern in Wänden, positionsecht im Bild abrufbar sind.

Im Schritt 20c wird das positionsreferenzierte Bild zusammen mit der Verknüpfung der Soll-Positionen oder Stake-out-Punkten in einem elektronischen Speicher ablegt, z.B. einer Daten-Cloud.

Im Schritt 21a wird später eine Live-Bild der Baustelle aufgenommen. Beispielsweise nimmt ein Bauarbeiter, welcher an der Baustelle beruhend auf einer Soll-Position oder einem Stake-out-Punkt tätig werden möchte, mittels eines mobilen Geräts wie ein Smartphone oder Tablet eine Fotografie oder ein Videobild der Baustelle vor Ort auf. Bei dem Live-Bild kann es sich entsprechend dem positionsreferenzierten Bild um ein 2D-Bild oder 3D-Bild (z.B. eine 3D-Punktwolke) handeln. Ein 3D-Bild wird z.B. mittels einer Range-Image-Kamera des mobilen handgehaltenen Geräts aufgenommen.

Das im Schritt 20c hinterlegte positionsreferenzierte Bild wird nun im Schritt 21b aus dem Speicher abgerufen. Im Schritt 21c werden Live-Bild und das referenzierte Bild gefittet, welches z.B. mittels Template Matching erfolgt. Vor allem bei Baustellenbereichen mit sehr geringer Struktur wird optional das Matching unterstützt, indem an der Baustelle, z.B. einer Wand, Targets oder Markierungen angebracht und mit abgebildet werden. Durch das Fitten der beiden Bilder können dann auch die mit dem referenzierten Bild verknüpften Soll-Positionen im Live-Bild positionsgetreu mittels graphischer Markierungen angezeigt werden, was im Schritt 21d erfolgt. Beispielsweise wird das Bild-Layer mit den Stake-out-Punkten dem Live-Bild positionsecht überlagert.

Das Verfahren erlaubt also, mittels einem Bild positionsreferenziert hinterlegte Soll-Positionen in einem vor Ort aufgenommenen Bild der Baustelle positionsgereu anzuzeigen. Damit kann ein Benutzer im Live-Bild z.B. erkennen, an welchen Stellen an einer Wand Bautätigkeiten vorzunehmen sind, was ihm somit auf sehr einfache Weise erlaubt, z.B. ein Loch exakt dort zu bohren, wo dieses geplant ist, ohne umständlich eine Soll-Position abmessen zu müssen.

Die Figur 2 zeigt ein Beispiel für ein Live-Bild 22 einer Baustelle 25 mit positionsgetreuer Anzeige von Soll- Positionen 24, 24a. Das Live-Bild 22 wird z.B. mit der Kamera eines Tablet aufgenommen und auf dem Display 23 des Tablets angezeigt. Aufgrund des Fits mit einem vom Tablet abgerufenen positionsreferenzierten Bild der Baustelle 25 werden die Soll-Positionen 24, 24a als graphische Markierungen dem Live-Bild z.B. in Form eines zusätzlichen Bildlayers überlagert, so dass der Benutzer unmittelbar auf dem Live-Bild erkennen kann, wo auf der Baustelle 25 die Soll-Positionen 24, 24a liegen. Durch das positionsgetreue Überlagern folgen die graphischen Markierungen positionsgetreu z.B. auch einer Positionsänderung des Tablets d.h. einer Änderung der Ausrichtung und/oder des Abstands zur Baustelle bzw. Wand 25, so dass fortlaufend die Markierungen an der Soll-Position im Bildschirm 23 zu sehen sind. Im Beispiel erfolgt daneben eine Markierung 26 eines Bereichs im Live-Bild 22, welcher vom System nicht mit dem hinterlegten Referenzbild gefittet werden konnte. Durch die Markierung 26 wird dieser Bildbereich ausgeblendet. Als weitere Option erfolgt im Beispiel eine grafische Markierung 28 z.B. in Form einer Farbgebung, eines Baustellenelements, welches im Live-Bild 22 vorhanden ist, aber nicht im positionsreferenzierten Bild. Diese Veränderung der Baustelle seit dem Erstellen des positionsreferenzierten Bilds wird also automatisch erkannt und dem Benutzer mittels der grafischen Markierung 28 angezeigt, so dass der Benutzer derartige Veränderungen sofort erkennen kann. Auch erfolgt optional eine optische Markierung von Baustellenelementen, welche sich im Live- Bild 22 nicht dort befinden, wo sie erwartet würden oder sich befinden sollten. Beispielsweise kann so der Benutzer im Bild 22 auf Montagefehler aufmerksam gemacht werden.

Des weiteren erfolgt im Beispiel zusätzlich ein Anzeigen von hinterlegten Daten, welche die Soll-Positionen 24a betreffen. In Figur 2 ist dies durch das Textfeld 27 symbolisiert, welche eine Kennnummer der Soll-Position 24a anzeigt. Weitere derartige Zusatzdaten wie z.B. das zur Bautätigkeit an der Soll-Position zu verwendende Werkzeug oder ein Link zum Bauplan der Baustelle 25 werden optional angezeigt .

Figur 3a stellt schematisch eine Fortbildung des Verfahrens dar. Dabei wird in einem Schritt 29a ein Bild des Ist- Zustands der Baustelle aufgenommmen, wie er nach Ausführung von anhand der der Soll-Positionen vorgenommenen Bautätigkeiten vorliegt. D.h. das Ist-Zustands-Bild dokumentiert den Baufortschritt, z.B. am Ende eines jeweiligen Arbeitstages, und bildet durch die Bauarbeiten neu hinzugekommene Baustellenelemente, wie z.B. neu gelegte Leitungen oder sonstige Installationen, ab.

Dieses Ist-Zustandsbild wird dann in einem Schritt 29b positionsreferenziert, wobei das bereits gespeicherte posi- tionsreferenzierte Bild (vgl. Schritt 20c in Figur 1) als Grundlage dient. Beispielsweise erfolgt die Positionsrefe- renzierung des aktuellen Bildes mittels (Bild- ) Merkmalen, welche sowohl im aktuellen Bild als auch im ursprünglichen positionsreferenzierten Bild vorliegen. Mit anderen Worten werden Elemente erkannt und gematcht, welche in beiden Bildern vorliegen.

Im Schritt 29c wird das nun positionsreferenzierte Ist- Zustands-Bild im Speicher abgelegt, wobei es das „alte", nicht mehr dem tatsächlichen Zustand der Baustelle entsprechende positionsreferenzierte Bild ersetzt. Bei einer anschliessenden, erneuten Durchführung des Verfahrens wie zu Figur 1 beschrieben wird dann also das positionsreferenzierte Ist-Zustands-Bild aus dem Speicher abgerufen (entspricht Schritt 21b) und das Live-Bild der Baustelle mit dem positionsreferenzierten Ist-Zustands-Bild gefittet (entspricht Schritt 21c) . Alternativ ersetzt das „neue" positionsreferenzierte Bild das „alte" zur Anzeige von Soll-Positionen in einem Live-Bild nicht komplett, sondern beide werden für diese Verfahrensschritte herangezogen, z.B. für unveränderte Bild- bzw. Baustellen bereiche das ursprüngliche positionsreferenzierte Bild und für neu bebaute Bereiche das aktuelle positionsrefe- renzierte Bild. Als weitere Option dient das ursprüngliche (oder ein jeweils älteres) positionsreferenzierte Bild als Back-Up, falls Probleme mit dem positionsreferenzierten aktuellen (oder aktuellsten) Bild auftreten. Figur 3b zeigt schematisch eine Fortbildung des Verfahrens nach Figur 3a. Die Figur 3b zeigt oben die Schritte 29a und 29b entsprechend der Figur 3a. In einem zusätzlichen Schritt 29d wird nun die Präzision der in Schritt 29b erstellten Positionsreferenz des Ist-Zustands-Bild automatisch abgeschätzt. Diese Abschätzung erfolgt z.B. anhand von feature-Qualität und abgebildeten Veränderungen im Bild.

Wird die Genauigkeit der Positionsreferenz als ausreichend eingeschätzt, dann wird mit dem Schritt 29c fortgefahren und das Ist-Zustands-Bild abgespeichert. Wird hingegen eine unzureichende Genauigkeit festgestellt, gibt das System in einem Schritt 29e eine Mitteilung an den Benutzer aus. Aufgrund dieser Warnung kann der Benutzer reagieren und z.B. eine Nachreferenzierung der Position von einem Baustellenvermesser bzw. mittels eines Vermessungsgeräts, wie zu Schritt 20a beschrieben (s. Figur 1) . Durch diese automatische Kontrolle der Positionsreferenzpräzision wird sichergestellt, dass auch bei vielen aufeinanderfolgenden Ist-Zustands-Bildern, welche z.B. an vielen aufeinander folgenden Arbeitstagen aufgenommen werden, Qualitätsein bussen der Positionsreferenz aufgrund der aufeinanderbauen den Referenzierung jeweils anhand des vorhergehenden positionsreferenzierten Bildes ein Mindestqualitätsmass nicht unterschritten wird oder bei Unterschreiten eines Genauigkeitsschwellwerts durch „Auffrischen" der Positionsreferenz gegengesteuert werden kann.

Die Figur 4 zeigt ein Beispiel für ein Messsystem 30 mit Vermessungsfunktionalität, welches ein Vermessungsgerät 31 und ein handhaltbares Messhilfsinstrument 32 aufweist. Das Vermessungsgerät 31 weist im Beispiel eine Basis 31b auf und eine relativ zur Basis 31b mittels eines Aufbaus 31a um zwei Achsen schwenkbare Kamera 31c (im Folgenden auch als zweite Kamera bezeichnet) . Das Messhilfsinstrument 32 weist einen Träger 37 auf, welcher mittels eines Griffs 38 von einem Benutzer 40 handgehalten wird. Das (im Bild übertrieben gross gezeichnete) Träger 37 ist dabei dergestalt, dass das Messhilfsinstrument 32 mit einer Hand getragen werden kann, so dass die andere Hand des Benutzers 40 frei ist, um ein vom Träger 37 gehaltenes Computer endgerät 35, z.B. ein Smartphone, zu bedienen. Das Compu terendgerät 35 weist einen Bildschirm 36 und eine Kamera auf (nicht dargestellt) . Mittels dieser Endgerätekamera (erste Kamera) ist ein Bild der Messumgebung 41 aufnehmbar und auf dem Bildschirm 36 anzeigbar.

Der Träger 37 weist eine Kardanaufhängung auf, so dass das Computerendgerät 35 lagestabilisiert ist. Somit können mittels der Kardanaufhängung z.B. ein Wackeln der Benutzerhand oder auch Erschütterungen hervorgerufen durch ein Umhergehen des Benutzers 40 im Raum 41 effektiv kompensiert werden. Vorzugsweise ist die Kardanaufhängung aktiv geregelt, so dass eine Ausrichtung des Computerendgeräts 35 automatisiert eingestellt werden kann, wodurch z.B. automatisch eine Zielachse des Endgeräts 35 auf einen abzusteckenden oder zu vermessenden Umgebungspunkt ausgerichtet werden kann. Z.B. tippt der Benutzer 40 auf dem Bildschirm 35 im Messumgebungsbild eine dort dargestellte Stelle der Baustelle 41 an, welche er vermessen möchte und das Smartphone 35 bzw. sein Messstrahl 39 (s.u.) wird automatisch auf den gewünschten Messpunkt ausgerichtet .

Das Computerendgerät 35 ist entsprechend entweder einfach in vorgegebener und damit bekannt definierter Stellung im Träger 37 eingebracht bzw. einbringbar oder der Träger 37 weist ein Gelenk auf, so dass die Stellung des Endgeräts 35 relativ zum Träger 37 definiert veränderbar ist. Die Relativstellung wird z.B. jeweils vom Benutzer dem System

30 durch Eingabe am Bildschirm 36 mitgeteilt oder mittels Positionsencoder automatisch vom System 30 bzw. Träger 37 ermittelt .

Am Träger 37 ist weiter als Mittel zur Lagebestimmung ein im Beispiel kugelförmiger Körper 33 angeordnet, welcher im Beispiel mittels der Kardanaufhängung ebenfalls lagestabilisiert ist und optional ebenfalls mittels des optionalen Gelenks stellungsvariierbar ist. Alternativ zur einer Kugelform ist der Körper 33 als ein regulärer Polyeder ausgebildet. Alternativ zur Darstellung kann der Körper 33 auch an anderer exponierter Stelle des Trägers 37 angeordnet sein.

Der Körper 33 weist auf seiner Oberfläche einen optischen Code 34 auf, wobei der Code derart verteilt ist, dass Code 34 von möglichst allen Blickwinkeln oder relativen Stellungen eines externen Beobachters aus sichtbar ist. Der Körper 33 bzw. der Code 34 ist dergestalt ausgebildet, dass in einem von der zweiten Kamera 31c des Vermessungsgeräts

31 aufgenommenen Bild des Messhilfsinstruments 32 bzw. des Körpers 34 die Orientierung und Entfernung des Messhilfsinstruments 32 relativ zum Vermessungsgerät 31 eineindeutig ermittelbar ist. Der Code 34 codiert also zum einen die Ausrichtung oder rotatorische Stellung der Kugel 33. Zum anderen ist die Distanz zum Körper 33 vom Vermessungsgerät 31 anhand des Kamerabilds des Vermessungsgeräts 31 ermittelbar, wodurch zusammen mit gemessener Zielrichtung 31d der Kamera 31 (Verschwenkstellung) die Position des Instruments 32 relativ zum Messgerät 31 bestimmt ist. Die Zielrichtung 31d wird z.B. mittels je einem Winkelencoder für eine jeweilige Schwenkachse bestimmt. Im Rahmen der Vermessungsfunktionaliät nimmt also die Vermessungsgerät kamera 31c ein Bild des Körpers 33 mit Code 34 auf und es erfolgt mittels hinterlegter Decodierinformation eine Auswertung des Bilds derart, dass sowohl Entfernung zum Körper 33 als auch dessen Orientierung ermittelt wird, so dass zusammen mit der gemessenen Kamerastellung (Anvisierrichtung 31d) insgesamt alle sechs Freiheitsgrade der Kugel 33 und damit des Trägers 37 und des Smartphones 35 relativ zum Vermessungsgerät 31 bestimmt sind.

Mit Hilfe des Körpers 33 wird mit anderen Worten die Lage des Messhilfsinstruments 32 relativ zum Vermessungsgerät 31 bestimmt. Der Träger 37 mitsamt Körper 33 stellt also ein handhaltbare Messhilfsvorbereitung dar, welche zur Aufnahme eine Computerendgeräts 35, z.B. eines Smartphones oder Tablets dient und von einem externen Vermessungsgerät 31 lagebestimmbar ist, so dass damit insgesamt ein Messsystem 30 komponierbar ist. Das Vermessungsgerät 31 selbst wiederum ist absolut verortet, z.B. durch eine Einmessung mittels absolut bekannter Markierungen in der Messumgebung 41, so dass schliesslich die absolute Lage des Instruments 32 bestimmbar ist.

In einer Fortbildung verfügt das Computerendgerät 35 über eine Inertiale Messeinheit (IMU) . Die Messdaten der IMU werden in dieser Fortbildung bei der Bestimmung der Lage des Messhilfsinstruments berücksichtigt. Vor allem dienen die Daten dazu, bei einer Messung mit Bewegung des Instruments 32 Zeiten bzw. Raumbereiche mittels Dead- Reckoning zu überbrücken, in welchen eine Lagebestimmung mittels des Körpers 33 nicht möglich ist, z.B. weil die Sichtlinie zwischen erster Kamera 31c und Körper 33 durch ein Objekt der Messumgebung 41 unterbrochen ist. Vorteilhaft wird dabei die mittels Koppelnavigation ermittelte Lage fortwährend an das Vermessungsgerät 31 übertragen, welches anhand der Daten fortlaufend ein Verschwenken/Nachführen der Kamera 31c vornimmt, so dass verzögerungsfrei die Lagebestimmung anhand des Körpers 33 wiederaufgenommen werden kann, sobald das Hilfsinstrument 32 den abgeschatteten Umgebungsbereich verlassen hat und die Sichtlinie nicht mehr unterbrochen ist.

Als weitere Alternative oder weiterer Zusatz sind die Mittel des Messhilfsinstruments 32 zur Bestimmung oder Bestimmbarmachen der Lage in Zusammenwirkung mit dem Vermessungsgerät in an sich bekannter Weise ausgebildet als IMU und Gyro mit Bestimmung des yaw-Winkels, als IMU mit Trackingfunktionalität zum Tracken einer Bewegungstraj ektorie, als visuelle, vorbekannte Markierung/Muster auf einem der Teile des Messhilfsinstruments, z.B. Strichcode oder als definiert angeordnete Leuchtmittel (z.B. LED). Auch kann optional eine Lagebestimmung mittels einer RIM-Kamera des Vermessungsgerät 31 unter Verwendung von SLAM-Algorithmen erfolgen ( Simultaneous Localization and Mapping) .

Genutzt wird die absolut ermittelbare und im Beispiel mittels einer Kardanaufhängung stabilisierte Lage des Messhilfsinstruments 32 im Beispiel nun, um die Position wenigstens eines Messumgebungspunkts 42 absolut zu vermessen. Hierzu weist das Computerendgerät 35 eine Distanzmessfunktionalität auf. Im Beispiel verfügt das Endgerät 35 über einen Laserdistanzmesser, der gerichtet einen Messstrahl 39 auf den Punkt 42 sendet und aus reflektierter Messstrahlung und bekannter Emissionsrichtung die Position des Punkt 42 relativ zum Endgerät 32 bestimmt. Das Messsystem 30 ermittelt dann anhand der absoluten Position des Vermessungsgeräts 30, der relativen Lage des Messhilfsinstruments 32 und der relativen Position des Punkts 42 die absolute Punktposition.

Als Option ist das Messsystem 30 derart ausgebildet, dass ein Positionsscan mittels des Computerendgeräts 35 ausführbar ist, also sehr rasch aufeinanderfolgend eine Vielzahl von Messumgebungspunkten 42 messbar ist bzw. eine 3D-Punktwolke erzeugbar ist. In einer einfachen Variante erfolgt dies mit starrem Messstrahl 39 z.B. durch händisches Verschwenken des Messhilfsinstruments 37 und/oder Umherlaufen des Benutzers 40 im Raum 41 während der Messung.

Als weitere Option wird die gemessene Position des Punkts 42 in einem Live-Bild der Messumgebung 41 dem Benutzer 40 auf dem Bildschirm 36 positionsgetreu markiert. Weitere Informationen oder Datenverlinkungen, die den Umgebungspunkt 42 betreffen, können dabei ebenfalls angezeigt bzw. angeboten werden. Auch dient optional ein Live-Bild dazu, dass der Benutzer 40 einen zu vermessenden Umgebungspunkt 42 auswählt. Z.B. ist der Bildschirm 36 berührungssensitiv und der Benutzer 40 tippt die dem Punkt 42 entsprechende Stelle im Bild an, wodurch im Rahmen der Vermessungsfunktionalität eine Vermessung der entsprechenden Stelle im Raum 41 ausgelöst wird.

Alternativ oder zusätzlich zu einer messstrahlbasierten Vermessung der Messumgebung 41 durch das Computerendgerät 35 erfolgt eine photogrammetrische Positionsbestimmung. Hierzu verfügt das Smartphone 35 z.B. über eine mit Doppelobjektiv ausgebildete Kamera oder es werden mindestens zwei Bilder von zwei unterschiedlichen Standorten des Benutzers 40 aufgenommen. Die Figur 5 stellt eine Abwandlung bzw. alternative oder zusätzliche Verwendung des Messsystems 30 aus Figur 4 dar. Im Unterschied zum vorherigen Beispiel dient die im Rahmen der Vermessungsfunktionalität bestimmte Relativlage und die anhand der absoluten Verortung des Vermessungsgeräts 31 bestimmte bzw. bestimmbare absolute Lage des Messhilfsinstruments 32 zur positionsgetreuen Anzeige wenigstens einer Soll-Position (Stake-out-point) . Dieser abzusteckende Punkt ist in einem Speicher des Systems hinterlegt, beispielsweise als Teil eines Gebäudebauplans.

Im Beispiel wird wie oben beschrieben die absolute Lage des im Träger 37 eingelegten Computerendgeräts 35 bestimmt und die Soll-Position aus dem Speicher abgerufen. Das Computerendgerät 35 weist weiter einen Markierer auf (nicht dargestellt) , im Beispiel einen Laserpointer, welcher einen sichtbaren Laserstrahl 39s definiert gerichtet emittieren kann. Basierend auf der bekannten absoluten Position und Ausrichtung des Computerendgeräts 35 und der absoluten Soll-Position wird dann der Laserstrahl 39s durch automatisches Einstellen der Emissionsrichtung, z.B. mittels einer oben genannten aktiven Kardanaufhängung (Gimbal) gezielt in eine Richtung derart emittiert, dass er die Soll-Position positionsgetreu in der Messumgebung - im Beispiel auf der Raumwand 44- als sichtbaren Laserpunkt 43s markiert .

Alternativ oder zusätzlich ist die Emissionsrichtung des Markierers starr und der Benutzer erhält auf dem Bildschirm 36 eine Anleitung, anhand derer er die Lage des Messhilfsinstruments 32 solange verändert, bis der Markierer die Stelle 43s anzielt. Eine solche Benutzerführung ist natürlich auch für den Fall eines Markierers mit variabler Markierrichtung möglich, z.B. um den Benutzer 40 anzuleiten, bei sehr ungünstiger Lage des Instruments 32 dieses zumindest soweit zu verschwenken, bis die Stelle 43s in den (maximalen) Markierbereich des Markierers gelangt. Als weitere Option wird mittels des Laserpointers eine Laserlinie oder Laserfläche zum Markieren einer oder mehrerer Soll-Positionen erzeugt. Ein etwaiges benutzerbedingtes Wackeln des Messhilfsinstruments 37 kann durch die Kardanaufhängung kompensiert werden, so dass es zu keinem Verwackeln des Markierpunkts 43s kommt.

D.h. das Messsystem 30 bzw. das Messverfahren dient vorteilhaft z.B. dazu, eine Soll-Position exakt dort z.B. auf einer Baustelle zu markieren, wo eine Bautätigkeit erfolgen soll, beispielsweise ein Loch gemäss Bauplan zu bohren ist. Durch ein fortwährendes Bestimmen der Messhilfsinstrumentlage und entsprechendem Nachführen des Markierstrahls 39s kann dann beispielsweise der Benutzer an die markierte Stelle 43s herantreten und mit der freien Hand entweder sofort die erforderliche Bautätigkeit ausführen oder z.B. mit einem Stift eine dauerhafte Markierung an der Oberfläche 44 aufbringen. Optional weist der Träger 37 eine Arretierung, mit deren Hilfe der Träger 37 im Raum 41 werkzeuglos fixierbar ist. Z.B. ist ein Standfuss vorhanden, so dass der Benutzer 40 das Instrument 32 auf den Boden stellen kann, grob ausgerichtet auf die Wand 44, so dass der Laserpointer die Stelle 43s markiert. Damit kann der Benutzer 40 ohne das Instrument 32 weiterhin halten zu müssen entweder die Stelle 43s einfacher dauerhaft markieren oder die Bautätigkeit ausführen. Ein weiteres Beispiel für eine solche Arretierung ist eine Klemme, mit der der Träger 37 wiederablösbar z.B. an einer Wand fixierbar ist. Ein Vorteil der Verwendung eines vorgestellten Messhilfsinstruments 32 ist, dass damit nah an der Wand 44 gearbeitet werden kann und leicht eine grosse Messumgebung 41 vollständig vermessen oder abgesteckt werden kann, ohne das Vermessungsgerät 31 umstellen zu müssen (also ohne aufwändigen Stationierungswechsel) . Auch lassen sich damit von einer Stationierung des Vermessungsgeräts 31 Messpunkte 43s erreichen, die dem direkten Zugang von dieser Stationierung aus entzogen sind, z.B. durch Sichthindernisse in der direkten Luftlinie.

Alternativ oder zusätzlich zu einem lichtbasierten, flüchtigen Markieren weist das Messhilfsinstrument 32 einen Markierer auf, mit welchem ein physisches Markieren von Soll-Positionen ermöglicht ist. Mit Hilfe eines Druckers oder einer Sprühvorrichtung wird dann gerichtet z.B. eine Farbmarkierung 43s an der Wand 44 aufgebracht.

In der Figur 5 ist als eine weitere Option ein positionsgetreues Anzeigen des Stake-out-Punkts in einem vom Smartphone 35 aufgenommenen Live-Bild der Baustelle 41 symbolisiert. In Kenntnis der Lage des Smartphones 35 wird dem von der Smartphonekamera aufgenommenen Live-Bild (Video-Bild) eine graphische Markierung 43 überlagert, so dass der Benutzer 40 auf dem Bildschirm 36 die Wand 44 und gleichzeitig positionsecht die Soll-Position sehen kann, also eine augmented reality-Ansicht vorliegt. Als nicht dargestellte weitere Option werden neben der reinen Positionsmarkierung auf dem Bildschirm weitere Informationen die Soll-Position betreffend angezeigt, z.B. die Art des an der Stelle zu verwendenden Werkzeugs oder eine virtuelle Ansicht der Baustelle, wie sie nach Ausführung der Bautätigkeit an der Soll-Stelle aussehen soll .

Die Figuren 6a-e zeigen rein schematisch das erfindungsgemässe Verfahren zum Vermessen eines Ziels mittels eines Vermessungsgeräts mit ZielbereitStellungs funktion. In Figur 6a sind dargestellt eine Messumgebung 17, z.B. wie gezeigt ein Gebäuderaum, in dem an einem Standort ein Vermessungsgerät 10 mit Richtungs- und Entfernungsmessfunktionalität vom Benutzer 16 aufgestellt ist, z.B. eine Totalstation. Der Benutzer 16 selbst markiert im Raum eine zu vermessende Position in an sich bekannter Weise mit einem Lot- oder Vermessungsstab mit einem Ziel 3, z.B. einem retroreflektierenden Prisma und hält ein Bildschirmgerät 6 in der Hand, welches drahtlos mit dem Vermessungsgerät 10 in Verbindung steht, so dass Daten zwischen den beiden Geräten 6, 10 übertragen werden können. Zudem weist das Vermessungsgerät 10 und/oder das mobile Gerät 6 eine Steuerung mit Auswertefunktionalität auf. Vorzugsweise kann der Benutzer das Vermessungsgerät 10 mittels der Steuerung und Eingabe am Bildschirm 6 steuern. Alternativ zur Darstellung mit Bildschirm 6 und Vermessungsgerät 10 als separate Einheiten kann der Bildschirm 6 auch fixer oder abnehmbarer Teil des Vermessungsgeräts 10 sein. Das Vermessungsgerät 10 und der Bildschirm 6 bilden ein Vermessungssystem 18.

Das Vermessungsgerät 10 weist eine Basis 13 auf, relativ zu welcher ein Aufbau 14 um zwei Achsen motorisiert drehbar angeordnet ist. Der Aufbau 14 definiert eine Zielachse 12, welche somit ebenfalls um zwei Achsen verschwenkbar ist. Der Aufbau 14 weist im Beispiel eine Strahlquelle und einen Messstrahlungsdetektor auf, z.B. einen Entfernungsmesser 15 in Form eines Laserdistanzmessers, so dass im Rahmen einer Einzelpunktbestimmungsfunktionalität aus Kenntnis der damit gemessenen Entfernung zu einem in Zielachse 12 liegenden Ziel und, z.B. mittels Winkelencoder, gemessener Richtung zum Ziel bzw. Ausrichtung der Zielachse 12, die Position des Ziels relativ zum Vermessungsgerät 10 und anhand dessen bekanntem Standort die Position im Raum bestimmt werden kann. Weiter weist das Vermessungsgerät 10 eine Kamera 11 auf, welche in Richtung der Zielachse 12 ausgerichtet ist. Diese Kamera 11 kann abweichend von der Darstellung z.B. als on-axis-Kamera ausgebildet sein.

Das Vermessungssystem 18 weist eine Zielbereitstellungs- oder Zielerfassungsfunktion auf, in deren Rahmen in einem ersten Schritt ein weiträumiges Bild der Messumgebung 17 aufgenommen wird, z.B. ein Full-Dome-Bild. Im Beispiel erfolgt dies durch Verschwenken der Kamera 11 (symbolisiert durch Pfeil 11a) durch Drehen des Aufbaus 14 bei fortlaufender Bildaufnahme. Alternativ erfolgt die Aufnahme des Überblicksbilds mittels einer zweiten Kamera, welche das Vermessungsgerät 10 aufweist. Diese weitere Kamera kann z.B. über ein so weites Blickfeld verfügt, dass damit die Messumgebung 17 bewegungslos z.B. über einen horizontalen Winkel von 200° oder mehr abgebildet werden kann. Eine solche Kamera ist z.B. eine sog. Overview-Kamera, welche zusätzlich auf dem Aufbau 14 angeordnet ist. Als zweite Kamera kann z.B. auch eine Kamera des Bildschirmgeräts 6 dienen, indem der Benutzer 16 vom bzw. nahe am Standort des Vermessungsgeräts 10 eine Aufnahme des Raums 17 durchführt, so dass das Bild der Sicht des Vermessungsgeräts im Wesentlichen entspricht.

Figur 6b zeigt, wie das aufgenommene Überblicksbild 1 anschliessend auf dem Bildschirm 6 angezeigt wird, z.B. nachdem es per Bluetooth oder Wi-Fi vom Vermessungsgerät an den mobilen Bildschirm übertragen wurde. Anhand des Überblicksbilds 1 wählt der Benutzer nun, z.B. im Falle eines Touchscreens durch händische Berührung wie durch die Hand 5 symbolisiert, einen Zielbereich 4 aus, in dem das zu vermessende Ziel 3 befindlich ist. Die Auswahl 5 erfolgt z.B. indem der Benutzer einen rechteckigen Rahmen bestimmter Grösse im Bild 1 definiert oder automatisch unterstützt indem er auf eine Stelle im Bild (bzw. auf dem Bildschirm) tippt und automatisch ein vordefinierter Rahmen um die Berührungsstelle herum als Zielbereich definiert wird. Als weitere Option kann die vordefinierte Grösse des Zielbereichs 4 durch mehrmaliges Tippen z.B. in drei Stufen verändert werden. Alternativ wird die Grösse des Zielbereichs 4 automatisch in Abhängigkeit vorhandener Messdaten eingestellt, beispielsweise indem eine (grobe) Entfernung zum Zielbereich 4 ermittelt wird, z.B. durch Bildauswertung. Z.B. wird, je weiter der anvisierte Bereich 4 im Raum vom Vermessungsgerät entfernt ist, desto kleiner dann der Zielbereich 4 automatisch eingestellt, so dass unabhängig von der Entfernung immer eine zumindest ungefähr gleich grosse Messumgebungsfläche als Zielbereich 4 ausgewählt wird. Auch wird optional die Weite des Blickfelds der Kamera 11 bei der Zielbereichsgrössenfestlegung berücksichtigt. Jedenfalls erfolgt also eine manuelle Definition eines Zielbereichs 4, welche optional vom Vermessungssystem 18 automatisch unterstützt wird, so dass eine grobe Auswahl oder Bestimmung der Richtung in Bezug auf das zu vermessende Ziel 3 erfolgt.

Figur 6c zeigt, wie anhand des manuell definierten und von der Steuerung registrierten Zielbereichs ein erstes, grobes Ausrichten des Vermessungsgeräts 10 auf das Ziel 3 erfolgt. Die Steuerung sorgt anhand der Zielbereichsauswahl dafür, dass der Aufbau 14 derart verschwenkt wird, dass die Zielachse 12 in Richtung zum Zielbereich zu liegen kommt. Durch das Verschwenken wird dafür gesorgt, dass sich das Ziel im Blickfeld der in Richtung der Zielachse 12 ausgerichteten Kamera 11 befindet. Somit ist durch die vorherige Zielbereichsauswahl das Vermessungsgerät 10 derart ausgerichtet, dass durch die Kamera 11 ein zweites Bild aufgenommen werden kann, welches einen das Ziel 3 enthaltenden Ausschnitt aus dem Überblicksbild bzw. der Messumgebung 17 darstellt.

Figur 6d stellt ein Beispiel für ein solches Bild 2 der Kamera 11 dar. Im Bild 2 ist das Ziel 3 vergleichsweise gross abgebildet. Damit ist ermöglicht, dass der Benutzer manuell, z.B. durch Berühren des Bildschirms 6, präzise das Ziel 3 markieren kann (dargestellt durch die Hand 7), wodurch die Steuerung über die genaue Richtung zum Ziel 3 "informiert" wird.

Wie in Figur 6e gezeigt, wird dann anhand der zuvor manuell getroffenen Zielauswahl von der Steuerung die Zielachse 12 derart verschwenkt, dass diese auf das Ziel 3 ausgerichtet ist. Somit kann das Ziel 3 mittels der Richtungs- und Entfernungsmessfunktionalität koordinativ vermessen werden.

Durch das vorgeschlagene Verfahren erfolgt also eine Ausrichtung des Vermessungsgeräts 10 auf das Ziel 3 in zwei Stufen durch den Benutzer 16, indem dieser zuerst in einem Überblicksbild 1 mittels des Zielbereichs 4 eine ungefähre Richtung zum Ziel 3 definiert, welche anhand des weiteren, in dieser Grobrichtung aufgenommene Bilds durch eine zweite manuelle Auswahl derart verfeinert wird, dass das Ziel 3 anzielbar und damit vermessbar ist.

Die Figuren 7a und 7b zeigen Fortbildungen des Zielbereitstellungsverfahrens . In Figur 7a, welche analog zur Figur 6b das auf dem Display 6 dargestellte Überblicksbild 1 anzeigt, ist dargestellt, dass bekannte und ermittelte potentielle Ziele 19a, 19b und 19c mittels grafischer Markierungen angezeigt werden. Im Beispiel handelt es sich bei dem Ziel 19a um ein in einem elektronischen Speicher hinterlegtes Ziel, welches z.B. aus einer vorhergehenden Vermessung in der Messumgebung bekannt ist oder anhand eines Bauplans mit Soll-Positionen, mit welchem das Bild 2 verglichen worden ist, ermittelt wurde. Bei den potentiellen Zielen 19b und 19c hingegen handelt es sich um solche, welche mittels Bildverarbeitung im Überblicksbild 1 als markante Umgebungspunkte automatisch erkannt wurden. Z.B. erfolgt eine Kantenextraktion im Bild 1, anhand derer Eckpunkte von Wänden 19b, 19c wie dargestellt ermittelt werden und als Ziele dem Benutzer vorgeschlagen werden.

Im Beispiel erfolgt zusätzlich ein automatisches Vorschlägen eines Zielbereichs 4 in Abhängigkeit der potentiellen Ziele 19a-19c. Beispielsweise wird ein Zielbereich 4 so von der Steuerung definiert, dass er die drei nahe beieinander liegenden Ziele 19a-c umfasst. Der Benutzer kann dann diesen Zielbereich 4 einfach durch Berühren des Bildschirms 6 als zu verwendenden Zielbereich 4 auswählen oder ggf. die Grösse des Zielbereichs 4 manuell verändern oder einen anderen Zielbereich 4 markieren oder auswählen .

In der zur Figur 6d analogen Figur 7b ist das anhand des Zielbereichs 4 der Figur 7a aufgenommene Zielbereichsbild 2 dargestellt. In dieser Nahaufnahme eines Ausschnitts der Messumgebung sind nun die potentiellen Ziele 19a-19c sehr übersichtlich für den Benutzer ersichtlich. Somit kann er ohne Schwierigkeiten ein letztlich zu vermessendes Ziel hündisch markieren und damit auswählen. Im Beispiel wählt der Benutzer das Ziel 19b zur Vermessung aus, wobei die Auswahl 7 automatisch unterstützt wird, indem durch das Berühren um den Berührpunkt 7a innerhalb einer Zone 7b automatisch das Ziel 19b als auszuwählendes Ziel festgelegt wird. Mit anderen Worten ermittelt das System in der Umgebung des Berührpunktes 7a das Ziel automatisch, so dass der Benutzer nicht genau das angezeigte Ziel 19b auf dem Bildschirm 6 treffen muss. Die Zone 7b kann dabei fix definiert sein oder ggf. variabel sein und -innerhalb gewisser Grenzen- soweit ausgeweitet werden, bis sich ein Ziel darin befindet.

Alternativ zur Darstellung mit einem bereits ermittelten und nur noch auszuwählenden Ziel 19b wird optional z.B. durch die in Bezug auf Figur 7a genannte Bildverarbeitung innerhalb der Zone 7b ein Ziel z.B. durch Kantenextraktion erst ermittelt. Als weitere Option markiert der Benutzer im Bild 2 nicht nur ein Ziel 19b, sondern z.B. auch die beiden anderen Ziele 19a und 19c, so dass das Vermessungsgerät alle drei Ziele 19a-19c vermisst.

Figur 8 zeigt eine erste Ausführungsform eines Baulasersystems 50. Das Baulasersystem 50 weist ein selbstnivellierendes Lasermodul auf mit einem Baulaser 53 mit einer in einem Gehäuse 54 integrierten Laserquelle wie beispielsweise die Laserdiode 55. Die Strahlung 56 der Laserquelle wird im Beispiel mittels einer Optik 57 des Lasermoduls aufgeweitet und so als Laserfächer 56a in den Raum abgestrahlt, wo sie z.B. für Bautätigkeiten im Innen oder Aussenbereich als linienförmige Positionsreferenz dient. Die Selbstnivellierung wird z.B. mittels einer kardanischen Aufhängung oder einem Kugelgelenk erreicht.

Das im Beispiels als Linienlasersystem 50 ausgebildete Baulasersystem 50 weist weiter eine, im Beispiel stabförmige, Halterung 51 auf, welche auf einem Referenzboden 52, z.B. einem Geschossboden, platziert ist. An dieser Halterung 51 ist mittels einer Arretierung 58 ein Linienlaser 53 wieder lösbar fixiert. Die Halterung 51 dient also dazu, den Linienlaser 53 mittels der Fixierung 58 flexibel in einer für die Positionsreferenz gewünschten Höhe h über dem Boden zu fixieren. Bei Systemen des Stands der Technik muss die Höhe h nachteilig manuell gemessen werden .

Dem gegenüber weist der vorliegende Linienlaser einen integrierten opto-elektronischen Distanzmesser 59a auf, mit welchem automatisiert die jeweils vorliegende Höhe h gemessen wird. Es wird also mittels Messstrahlung in an sich bekannter Weise z.B. basierend auf Triangulation, Phasen- und/oder Laufzeitauswertung der Abstand des Gehäuses 54 zum Boden 52 gemessen bzw. die Distanz des die Positionsreferenz bildenden Laserlichts 56b zum Boden 52. Somit erübrigt sich also eine rein manuelle Messung der Höhe h der Positionsreferenz wie bei Geräten des Stands der Technik notwendig.

Im Beispiel wird hierzu vorteilhaft die Laserquelle 55 dual verwendet, d.h. die Laserstrahlung 56 dient sowohl zur Bereitstellung der Referenzlinie 56a als auch als Messstrahlung 56b zur Höhenmessung. Hierzu wird die von der Diode 55 ausgehende Strahlung von einem Strahlteiler 53a aufgeteilt, so dass ein Teil 56b der Strahlung in Richtung einer zweiten Optik 57a auf der Unterseite des Gehäuses 54 bzw. in Richtung des Bodens 52 gelenkt wird. Vom Boden reflektierte Strahlung wird mittels der zweiten Optik 57a und einem optischen Ablenkelement 53b auf einen Detektor 53c des Distanzmessers 59a gelenkt. Aus dem Detektorsignal wird dann die gesuchte Höhe h ermittelt. Alternativ weist der Linienlaser 53 zur Höhenmessung eine zusätzliche Strahlungsquelle auf. Die automatisierte Messung der Höhe h mittels einer Höhenmesseinheit wie die des dargestellten Distanzmessers 59a wird dabei entweder manuell ausgelöst -z.B. durch Drücken eines am Gehäuse 54 angebrachten Auslöseknopfs- oder per Fernbedienung; oder sie erfolgt automatisch fortwährend, z.B. in bestimmten Messintervallen. Als weitere Alternative erfolgt eine automatische Höhenmessung z.B. nach erfolgter Arretierung, welche mittels entsprechender Sensoren festgestellt wird und/oder nach einer bestimmten Zeit, in der keine Bewegung des Gehäuses 54 (z.B. mittels Beschleunigungssensoren) detektiert wurde.

Figur 9 zeigt ein zweites Beispiel eines erfindungsgemässen Linienlasersystems. In der Figur sind zu Darstellungszwecken der Linienlaser 53 und die Halterung 51 im Vergleich zur Figur 8 vergrössert dargestellt, die Halterung 51 nur teilweise dargestellt und der Referenzboden weggelassen. Zur weiteren graphischen Vereinfachung sind zudem bis auf die Sendeoptik 57 weitere Bestandteile des Linienlasers 53 bzw. des Gehäuses 54 nicht dargestellt .

Im Beispiel wird die Höhe h automatisiert bestimmt, indem die Halterung 51 entlang der Höhenachse h einen optisch auslesbaren Positionscode 51a aufweist, z.B. eine hell- dunkel-Codierung oder eine Farbcodierung . Der Positionscode 51a codiert absolut die Position entlang der Höhenachse h. Somit kann mit einem opto-elektronischen Lesekopf 59 eines Positionsencoders 60, welcher im Beispiel in die Arretierung 58 integriert ist, die jeweils vorliegende Höhe h gemessen werden und z.B. wie dargestellt auf einem am Gehäuse 54 angebrachten Display 59d angezeigt werden. Eine Alternative zum dargestellten optischen Positionsencoder 60 ist ein kapazitiver oder magnetischer Positionsencoder. Als weitere Alternative weist im Gegensatz zur Darstellung nicht die Halterung 51 den passiven Teil des Positionsencoders 60 auf, sondern der Linienlaser 53. Z.B. ist in die Arretierung 58 ein Target integriert, welches von der dazu ausgebildeten Halterung 51 entlang der Höhe h detektierbar ist und damit die Stellung des Linienlasers 53 relativ zur Halterung 51 indiziert. Die Auswertung des halterungsseitig genierten Messsignals kann dabei ebenfalls vollständig halterungsseitig erfolgen und der Höhenwert z.B. auf einem Display der Halterung 51 angezeigt werden.

Im Beispiel nach Figur 9 ist der Positionsencoder 60 bzw. die Codierung 51a zudem derart ausgebildet, dass zusätzlich zur Höhe h auch die horizontale Ausrichtung bzw. die Ausrichtung relativ zu Halterung 51 des Gehäuses 54 (bzw. des Linienlasers 53) gemessen werden kann. D.h. die Codierung 51a codiert nicht nur die Position entlang der Höhenachse h, sondern auch senkrecht dazu, so dass die Rotation R um die Höhenachse h mittels des Lesekopfs 59 ausgelesen und z.B. auf einem Display 59d angezeigt werden kann. Derartige optische Flächen- oder 2D-Codierungen sind prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.

Alternativ zur Intergration der Ausrichtungsmessung in den Distanz- und/oder Positionsmesser, also eines 2D-Encoders wie dargestellt, verfügt das System 50 über einen separaten Distanz- und/oder Positionsmesser und einen separaten Ausrichtungsmesser .

Figur 10 zeigt eine Fortbildung der vorigen Ausführungsformen. Im Beispiel weist das Linienlasersystem 50 neben einem Höhenmesser, z.B. dem Positionsencoder 60, einen Antrieb 61 auf. Mittels des Antriebs 61 ist die Höhe h des Linienlasers 53 automatisiert verstellbar. Im Beispiel ist der Antrieb 61 ausgebildet als ein Zahnrad 61a, welches von einem Motor 61b angetrieben wird, um entlang einer Führungsschiene 62 der Halterung 51 das Gehäuse 54 nach oben oder unten verfahren zu können. Eine Alternative zu diesem beispielhaften Antrieb 61 ist z.B. ein magnetischer Linearantrieb, welcher in die Halterung 51 integriert ist und die Arretierung 58 nach oben zieht bzw. definiert nach unten absacken lässt. D.h. bei dieser Alternative ist im Gegensatz zum dargestellten Antrieb das aktive Element des Antriebs 61 in die Halterung integriert und der Linienlaser 53 ist passiv. Je nach konkreter Ausgestaltung des Systems 50 kann eine gezielte Verteilung der Antriebskomponenten Vorteile bieten, z.B. kann bei einer aktiven Halterung 51 eine Batterie des Antriebs in den Halterungsfuss platziert werden, deren Gewicht zum einen die Standfestigkeit erhöht und zum anderen kein zusätzliches Gewicht im Linienlaser 53 vermeidet.

Weiter weist das System 50 eine Steuerung 62 mit entsprechender Steuerungssoftware auf, welche den Antrieb 61 derart regelt, dass eine Sollhöhe h anhand der fortlaufend mit dem Höhenmesser 59 gemessenen Höhe automatisch eingestellt wird. D.h. das Gehäuse 54 wird solange von der Steuerung 62 gesteuert mittels des Antriebs 61 verfahren bis die gewünschte Höhe h erreicht ist, dann wird mittels der Arretierung 58 automatisiert die Position automatisch von der Steuerung 62 fixiert.

Im Beispiel weist das System 50 ferner ein Fernsteuerungsempfänger oder allgemeiner ein Kommunikationsmodul 63 auf, welches im Beispiel im Gehäuse 54 integriert ist. Dieser Empfänger 63 dient zum einen zum fernsteuernden Bedienen des Antriebs 61 und/oder zum Kommunizieren einer gewünschte Höhe h an die Steuerung 62 von einem entfernt positionierten Benutzer, so dass die Steuerung 62 die Höhe h dann wie beschrieben automatisch einstellt .

Als weitere (nicht dargestellte) Option sind Halterung 51 bzw. Linienlaser 53 mit einem zweiachsigen Antrieb ausgestattet, so dass neben der Höhe h auch die horizontale Ausrichtung des Lasers automatisiert -und optional mittels der Steuerung 62 auch automatisch- verändert werden kann. Somit lässt sich in derartigen Ausführungsformen nicht nur eine Sollhöhe, sondern auch eine Sollorientierung automatisiert bzw. automatisch einstellen.

Figur 11a zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemässen Vermessungssystems 77 mit einem Messhilfsinstruments 70 und einem Vermessungsgerät 71 mit einer aktiven kardanischen Aufhängung 76. Das Vermessungsgerät 71 ist z.B. ausgebildet als eine Totalstation mit einem um eine Basis 71b in zwei Achsen verschwenkbaren Aufbau 71a mit einer Laserquelle zur Aussendung eines Messstrahls M, so dass z.B. basierend auf einer Laufzeitmessung des Messstrahls M eine Distanz zu einem reflektierenden Ziel 74, das einen Referenzpunkt 74r bereitstellt, gemessen werden kann und anhand der gemessenen Ausrichtung des Messstrahl M somit die Position bzw. die Koordinaten des Ziels 74 bzw. genauer des Referenzpunkts 74r messbar sind.

Das das Ziel 74 bereitstellende Messhilfsinstrument 70 weist im Beispiel eine handhaltbare Stange 72 auf, die bei einem zu vermessenden Geländepunkt 78 auf dem Boden 52 vom Benutzer 40 hingestellt ist. Im Beispiel ist der Geländepunkt 78 in einem Loch gelegen, wo er mit herkömmlichen Lotstäben nur schwer kontaktierbar und damit vermessbar ist. Mit dem erfindungsgemässen Messhilfsinstrument 70 ist es nun nicht erforderlich, den Geländepunkt 78 mit der Stange 72 zu kontaktieren und die Stange exakt lotrecht auszurichten. An der dafür mit einem gewinkelten Ende ausgestatteten Stange 72 ist eine Baugruppe 73 angebracht, die also aufgrund des Winkels mit einem Versatz zur Stange 72 angeordnet ist. Die Anbringung an der Stange 72 erfolgt mittels einer kardanischen Aufhängung 76 mit zwei Drehachsen al und a2. Die kardanische Aufhängung 76 ist bzw. genauer die kardanischen Achsen al und a2 sind mittels Motorisierung (nicht gesondert dargestellt) aktiv angetrieben, so dass die Baugruppe 73 -bzw. genauer ihre Hochachse A- von selbst oder automatisch -also ohne gesondertes benutzerseitiges Zutun- durch Regelung der Achsen al und a2 exakt lotrecht ausgerichtet werden kann.

Die Baugruppe 73 weist zum einen am oberen Ende das Ziel 74 auf, welches aufgrund der aktiv geregelten Gimbalanordnung 76 somit automatisch lotrecht ausgerichtet ist.

Zum anderen weist die Baugruppe 73 am unteren Ende eine im Beispiel als Laser ausgebildete Anzieleinheit 75 auf. Die Anzieleinheit 75 dient zum Anzielen des zu vermessenden Geländepunkts 78 und hat dazu eine Zielachse A, die im Beispiel mit der Hochachse A zusammenfällt. Im Beispiel wird entlang der Zielachse A vom Laser ein Laserstrahl L ausgesandt. Mittels des Laserstrahls L wird zum einen der Geländepunkt 78 für den Benutzer 40 optisch sichtbar markiert, so dass der Benutzer 40 also die Ausrichtung der Zielachse A verifizieren kann, also erkennen kann, ob er tatsächlich den Punkt 78 anzielt.

Zum anderen ist der Laser im Beispiel Teil eines Laserdistanzmessers, anhand welchem die Entfernung vom Ziel 74 bzw. vom Referenzpunkt 74r zum Geländepunkt 78 gemessen wird. Somit sind aufgrund der durch die kardanische Aufhängung 76 bereitgestellten lotrechten Ausrichtung der Achse A aus der Entfernung zwischen Referenzpunkt 74r und Geländepunkt 78 und den mittels des Vermessungsgeräts 71 anhand des Ziels 74 gemessenen Koordinaten des Referenzpunkts 74r die Koordinaten des Geländepunkts 78 eindeutig bestimmbar.

Alternativ zur dargestellten Anordnung ist das Ziel 74 derart angeordnet, dass sich der Referenzpunkt 74r am Schnittpunkt der beiden Gimbalachsen al und a2 befindet. Als weitere Alternative zur Darstellung ist die Anordnung von Ziel 74 und Anzieleinheit 75 vertauscht, so dass also die Anzieleinheit lotrecht nach oben zielt, wodurch z.B. Punkte einer Decke vermessbar sind. Auch kann die die Anzieleinheit 75 oder auch die gesamte Baugruppe 73 derart angeordnet sein, dass die Zielachse Anzieleinheit 75 bzw. die Anzielachse waagrecht ist. Alternativ zu einem z.B. nach dem Phasenprinzip arbeitenden Laserdistanzmesser kann der elektronische Distanzmesser der Anzieleinheit z.B. einen Linienarray aufweisen, um die Distanz zum Geländepunkt 78 nach dem Triangulationsprinzip zu bestimmen, einen Flächenarray nach Art einer Time-of- Flight- (ToF) Kamera oder die Entfernung mittels Wafeform- Digitizing (WFD) messen. Die Aufhängung 76 kann einen oder mehrere Neigungssensoren aufweisen. Mittels der vorgestellten aktiven Regelung der Aufhängung 76 lassen sich Neigungssensoren hochgenau und mit kleinem Messbereich anfahren und einnivellieren.

Mittels einer aktiven Aufhängung 76 ist z.B. eine gezielte Ausrichtung nicht nur in der lotrechten und/oder waagrechten, beispielsweise zur automatischen Anzielung eines Geländepunkts 78, automatisch und/oder ferngesteuert durchführbar. Die aktive kardanische Aufhängung 76 ermöglicht also vorteilhaft, dass nicht nur eine lotrechte oder waagrechte Ausrichtung des Ziels 74 und/oder der Zielachse A automatisch erzielbar ist, sondern aufgrund der Motorisierung die Baugruppe 73 auch auf jeden beliebigen anderen Winkel automatisch oder automatisiert eingestellt werden kann. Die kardanische Aufhängung 76 ermöglicht also nicht nur eine automatische, hochgenaue und schnelle senkrechte oder waagrechte Ausrichtung der Baugruppe 73, sondern bei Bedarf auch eine definierte andere Anordnung der Baugruppe 73, ohne dass der Benutzer 40 die Stange 72 in einer bestimmten Position bzw. Haltung fixieren oder ausrichten müsste. Somit kann also gezielt Winkel angefahren und mittels des Pointer-Laserstrahls L markiert werden, z.B. um Fluchtungsvorgaben anzuzeigen.

Mittels der aktiven Aufhängung 76 lassen sich zudem Bewegungen des Messhilfsinstruments 70 bzw. der Baugruppe 73 adaptiv dämpfen, so dass z.B. selbst bei unruhigem Positionieren des Instruments 70 exakte Messungen ermöglicht sind. Auch lässt sich durch die Regelung der Dämpfung z.B. eine Verfolgung des Ziels 74 durch das Vermessungsgerät 71 bei Herumtragen des Instruments 70 durch den Benutzer 40 wesentlich vereinfachen, da das Schaukeln durch den Benutzer 40 durch die an das Schaukeln angepasste Dämpfung optimal ausgeglichen werden kann.

Zum Beispiel kann eine Fernsteuerung vom Vermessungsgerät 71 aus erfolgen, so dass vom dortigen Standort aus ein oder mehrere Vermessungspunkte 78 automatisch oder von einem dortigen Benutzer angefahren werden können, auch Vermessungspunkte, die sich abweichend von der Darstellung in Figur 11a vom Standpunkt des Messhilfsinstruments 70 aus gesehen nicht im Lot bzw. der Waagrechten befinden. Zudem können damit beispielsweise hinterlegte abzusteckende Punkte oder Lay-out-Punkte aus einem elektronischen Speicher abgerufen werden und sobald sich das Instrument 70 in geeigneter Nähe des oder der Punkte befindet, diese automatisch auf den Boden oder an eine Wand z.B. mittels Laserstrahl L markiert/angezeigt werden, indem die Ausrichtung des Laserstrahls L mittels der aktiven kardanischen Aufhängung 76 entsprechend eingestellt wird.

Auch kann das Vermessungssystem 77 über Mittel verfügen, mit welchem die Orientierung der kardanischen Aufhängung 76 relativ zum Vermessungsgerät 71 bestimmbar ist, z.B. einen optischen Kugelcode am Ziel 74 oder anderweitige optische Markierungen an der Baugruppe 73, der bzw. die mittels einer Kamera des Vermessungsgeräts 71 erfasst und ausgelesen wird. Alternativ oder zusätzlich zu derartigen passiven, vom Vermessungsgerät 71 auslesbaren oder auswertbaren Mitteln verfügt das Messinstrument über aktive Mittel zur Orientierungsbestimmung, z.B. eine IMU und/oder Neigungssensoren. Somit ist zusätzlich zur Positionsbestimmung (3-DoF) eine 6-DoF-Vermessung des Messhilfsinstruments 70 durch das Vermessungsgerät 71 ermöglicht, welche beispielsweise genutzt werden kann, um das Messhilfsinstrument 70, insbesondere für kurze Messdistanzen zu einem Geländepunkt 78, als 3D- Distanzmesser einzusetzen.

Als weitere nicht dargestellte Option verfügt die Baugruppe 73 mit aktivem Gimbal 76 über eine Zielverfolgungseinheit (tracking unit) , mit der z.B. kamerabasiert oder mittels positionssensitivem Detektor ein sich in der Nähe befindliches sich bewegendes Gerät oder Fahrzeug getrackt werden kann. Derartige Zielverfolgungseinheiten sind bei industriellen Lasertrackern bekannt, z.B. unter dem Stichwort „ATR" (automated target recogniction) und näher mit Bezug zum sechsten Erfindungsaspekt, z.B. zu Figur 14 beschrieben .

Figur 11b zeigt eine alternative Ausführungsform eines Messhilfsinstruments 70. In diesem Beispiel ist die Baugruppe 73 mit Ziel 74 und Anzieleinheit 75 mittels einer aktiven kardanischen Aufhängung 76 mit den zwei kardanischen Achsen al und a2 an einem Stativ 72' angebracht. Mittels des Stativs 72' kann die Baugruppe 73 wie dargestellt bei einem Geländepunkt 78 positioniert werden, um diesen Punkt 78 wie oben beschrieben zu vermessen oder abzustecken.

Figur 11c zeigt einen Teil des Messhilfsinstruments 70 einer weiteren Ausführungsform und zwar wird die kardanischer Aufhängung 76 mit den zwei Achsen al und a2 sowie miteiner damit aufgehängten Baugruppe 73' dargestellt. Die Baugruppe 73' verfügt im Beispiel neben der Anzieleinheit 75 über eine weitere Anzieleinheit 75a, deren Zielachse senkrecht zur Zielachse der ersten Anzieleinheit 75 steht und im Beispiel somit waagrecht ausgerichtet ist. Im Beispiel weist die zweite Anzieleinheit 75a ebenfalls einen Laser auf, so dass auch Punkte in der Waagrechten bzw. in einem zur Achse A senkrechten Winkel mittels des zweiten Laserstrahls L' vermessen oder markiert werden können. Beispielsweise kann das zweite Laserlicht L' auch fächerförmig ausgesandt werden, so dass z.B. Höhenlinien an einer Wand aufgenommen oder markiert werden können, von einem definierten Standpunkt aus, welcher mittels des ersten Laserstrahls L eingehalten und/oder vermessen wird. Senkrechte und waagrechte Anzielung und Distanzmessung können also vorteilhaft kombiniert werden, um damit Höhenlinien präzise zu markieren.

Figur 12 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Messhilfsinstruments 70. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figur 11 weist die kardanische aufgehängte Baugruppe 73 ein Anzieleinheit 75' auf, welche eine entlang der Zielachse A ausgerichtete Kamera aufweist. Die Kamera nimmt somit ein Bild des lotrecht unter ihr liegenden Teil des Bodens 52 auf. Dieses Bild wird z.B. kabellos an ein externes Benutzerdisplay übertragen, z.B. ein Tablet 6 wie dargestellt oder auch eine augmented-reality-Brille oder ein AR-Helm. Im Bild, das den Geländepunkt 78 zeigt, wird der (virtuelle) Schnittpunkt Pa der Anzielachse A mit dem Boden 52 als überlagernde Grafik dargestellt. Mittels dieser Darstellung auf dem Display 6 kann nun der Benutzer 40 die Position und/oder Haltung des Messhilfsinstruments 70 derart verändern, dass sich der dargestellte Schnittpunkt Pa mit der Darstellung des Geländepunkts 78 überdeckt, also die Anzielachse A auf den Geländepunkt 78 ausgerichtet ist. Die Distanz vom Positionsreferenzpunkt 74r zum Geländepunkt 78 wird wie oben beschrieben entweder kamerabasiert unter Verwendung der Anzielkamera gemessen oder mittels eines zusätzlichen elektronischen Distanzmessers .

Alternativ zu einer benutzerseitigen Veränderung der Position und Haltung des Instruments 70 erfolgt mittels des Antriebs der kardanischen Aufhängung 76 eine Ausrichtung der Baugruppe 73 automatisch derart, dass der Schnittpunkt Pa mit dem Bodenpunkt 78 übereinstimmt, d.h. die Anzielachse A ist dann nicht unbedingt senkrecht ausgerichtet, sondern die Ausrichtungswinkel werden nach erfolgter Ausrichtung gemessen. Die Figuren 13a-13c zeigen ein Beispiel für ein Verfahren unter Verwendung eines Messhilfsinstruments 70 wie oben beschrieben. Das Messhilfsinstrument 70 mit an der Gimbalvorrichtung 76 angeordneter Baugruppe 73 ist bei einem Geländepunkt 78 positioniert. Am Geländepunkt 78 soll mittels eines Werkzeugs 79, im Beispiel eine Bohrmaschine, einer Arbeit durchgeführt werden. Das handgehaltene Werk zeug 79 weist eine Arbeitsachse 79a auf, welche zum optima len Arbeiten in einer bestimmten Richtung auszurichten ist, im Beispiel senkrecht (zum Boden) . Um diese optimale Ausrichtung nun zu gewährleisten oder anders gesagt die Fluchtung zu überprüfen, wird das zum Geländepunkt 78 zielende Laserlicht L der Anzieleinheit 75 genutzt.

Das Werkzeug 79 verfügt auf seiner Rückseite über einen Laserdetektor oder eine Mattscheibe 79b, zentral um die Arbeitsachse 79a angebracht. Ist nun das Werkzeug 79 so ausgerichtet, dass der Laserstrahl L auf eine zentrale Zone der Mattscheibe / des Detektors 79b trifft, so erkennt der Benutzer, dass die Ausrichtung optimal ist. Die zentrale Zone kann dabei den gesamten Mattscheiben-/Detektorbereich umfassen, wobei eine grossflächigere Ausführung der lichtempfindlichen Fläche vorteilhaft sein kann, um den Laserstrahl vor der optimalen Ausrichtung überhaupt erst aufzufinden/ zu detektieren. Die Genauigkeit der Fluchtung kann optional mittels mehrerer Zonen erfolgen, die verschieden hohe Toleranzbereiche repräsentieren, z.B. eine Toleranz von 1°, 2° und 3°. Bei Vorliegen eines Detektors kann das Überprüfen der Fluchtung z.B. mittels optischer und/oder akustischer Signale erfolgen.

Figur 14 zeigt ein Beispiel eines Vermessungsgeräts 80 mit parallelem Bereitstellen einer Richtung zu einem zu vermessenden Ziel 82 und eines Bilds vom Ziel 82. Das Vermessungsgerät 80, z.B. eine Totalstation oder ein Lasertracker, weist als Bestandteil eines Richtungsmessmoduls 84 eine Infrarotstrahlungsquelle 85 auf, welche Beleuchtungsstrahlung 86 erzeugt, welche u.a. mittels Strahlteilern 89 auf das Ziel 82, im Beispiel ausgebildet als Retroreflektor beleuchtet. Vom Ziel 82 reflektierte Infrarotstrahlung 86 wird von einer Empfangsoptik 83 empfangen und auf einen Sensor 90 geführt (der Sensor 90 ist abweichend vom Rest der Darstellung in einer Schrägansicht dargestellt) . Der zweidimensionale Bildsensor 90 ist für die Wellenlänge der Infrarotstrahlung 86 empfindlich und positionssensitiv, so dass die Lage des Auftreffpunkts 88 der empfangenen Strahlung 86 auf dem Sensor 90, z.B. in an sich bekannter Weise durch Ermittlung des Schwerpunkts, ermittelbar ist. Anhand der Lage des Auftreffpunkts 88 kann auf eine Richtung zum Ziel 82 geschlossen werden. Zum Beispiel wird anhand einer Abweichung der Lage von einem definierten Zentrum, welches einer hochgenauen zentralen Ausrichtung auf das Ziel 82 entspricht, auf eine Abweichung einer Zielachse des Vermessungsgeräts 80 von einer Sollausrichtung geschlossen, was auch unter dem Begriff Automated-Target-Recognition (ATR) bekannt ist. Anders formuliert wird auf dem Sensor 90 eine Ablage des empfangenen Infrarotstrahls 86 von einer Nullposition ermittelt. Mittels dieser messbaren Ablage kann eine Positionsdifferenz zwischen dem Zentrum des Retroreflektors 82 und dem Auftreffpunkt des Infrarotstrahls 86 auf dem Reflektor 82 bestimmt und die Ausrichtung des Vermessungsgeräts 80 in Abhängigkeit dieser Abweichung derart korrigiert bzw. nachgeführt werden, dass die Ablage auf dem Sensor 84 verringert wird, insbesondere „Null" ist, und damit der Strahl bzw. eine Zielachse in Richtung des Reflektorzentrums ausgerichtet ist. Damit ist auch mittels eines Entfernungsmessmoduls 81 mit einer Strahlquelle 81a, welche (nicht dargestellte) Messstrahlung (z.B. Laserstrahlung) entlang der Zielachse auf das Ziel 82 sendet, so dass rückgestrahlte Messstrahlung mit einem Detektor 81b detektiert wird, eine hochgenaue, feinangezielte Entfernungsmessung zum Ziel 82 ermöglicht. Aus der Ablage und damit Richtung zum Ziel kann zudem in Verbindung mit der Entfernungsmessung eine 3D-Position des Ziels 82 ermittelt werden.

Durch das Nachführen der Ausrichtung kann zudem eine fort laufende Zielverfolgung (Tracking) des Ziels 82 erfolgen und die Position des Ziels 82 (Richtung und Entfernung) fortlaufend relativ zum Messgerät 80 bestimmt werden. Das Nachführen kann dabei mittels einer Ausrichtungsänderung eines motorisiert bewegbaren, zur Ablenkung des Lichtstrahls vorgesehenen Ablenkspiegels und/oder durch ein Schwenken einer Anziel- oder Strahllenkeinheit relativ zu einer festen Basis realisiert werden.

Alternativ zur Darstellung erfolgt eine parallele Beleuch tung mit Infrarotstrahlung 86, z.B. indem eine IR-Strahl- quelle direkt an der Optik 83 angeordnet ist, z.B. als Ring von IR-LEDs um die Optik 83 herum. Die Raumrichtung zum Ziel 82 wird dann z.B. mit einer Kamera bestimmt, welche reflektierte Beleuchtungsstrahlung 86 empfängt.

Im Unterschied zum Stand der Technik sind nun Empfangsoptik 83 und Sensor 90 derart ausgebildet, dass gleichzeitig zum Empfang und Erfassen der vom Ziel 82 ausgehenden Infrarotstrahlung 86 auch mittels der Empfangsoptik 83 sichtbare Strahlung 87 empfangbar (d.h. auf den Sensor 90 führbar) ist und die empfangene sichtbare Strahlung 87 vom Sensor 90 gleichzeitig mit der Infrarotstrahlung 86 erfassbar ist. Das sichtbare Licht ist dabei mit einer Spektralverteilung empfang- und erfassbar, dass daraus ein Farbbild erzeugbar ist.

Somit ist also parallel zum Ermitteln des Ablagepunkts 88 bzw. der auf dem Punkt 88 basierenden Bestimmung der Richtung zum Ziel 82 ein Kamera- oder RGB-Bild 91 des Ziels

82 anhand des vom Ziel 82 ausgehenden Lichts 87 erzeugbar. Im Unterschied zu bekannten Vermessungsgeräten wird also in einem Zug, insbesondere gleichzeitig, sowohl Infrarotmess strahlung erfasst als auch "normales" Umgebungslicht, so dass in einem Arbeitsgang einerseits eine Zielrichtungs bestimmung als auch ein Kamerabild 91 des Ziels 82 mittels des gleichen Sensors 90 bereitgestellt werden kann, ohne dass hierzu für eine der beiden Aufgaben die Empfangsoptik

83 bzw. der optische Empfangspfad verändert werden müsste. Es muss also z.B. keine Veränderung der Wellenlängendurch lässigkeit mittels Einschalten eines optischen Wellenlängenfilters, beispielsweise eine IR-Filters, erfolgen, um ATR-Messung und Farbbild bereitzustellen.

Figur 15 stellt rein schematisch den Ablauf von parallelem Erfassen von Infrarotstrahlung und sichtbarer Strahlung mit einem weiten Farbspektrum sowie jeweils darauf basierender Richtungsbestimmung und Bilderzeugung dar. Mittels der Empfangsoptik 83 wird beiderlei Strahlung auf den für beide Wellenlängenbereiche empfindlichen Sensor 90 geführt, wobei mittels eines Filters 83a die sichtbare Strahlung als Bandpass durchgelassen wird sowie einen im Hinblick an den IR-Bereich der IR-Beleuchtungsstrahlung (86 in voriger Figur 14) bzw. des Sensors ausgewählter IR-Bereich.

Die unterschiedlichen Strahlungsanteile (im Beispiel IR und RGB) werden verarbeitet (Block 92), so dass zwei Sensorausgangssignale oder Sensorsignalanteile erzeugt werden. Mit dem ersten Ausgangssignal 93 wird das optische Bild 91 des Ziels (bzw. der Zielumgebung) erstellt. Mit dem zweiten Ausgangssignal 94 wird parallel dazu die Richtung zum Ziel ermittelt (symbolisiert durch den Ablagepunkt 88) . Es wird also mit dem gleichen optischen System und in einer Prozedur einerseits mittels IR-Strahlung vermessen als auch ein Farbbild 91 erzeugt. Optional wird im Bild 91 des Ziels die bestimmte Richtung zum Ziel überlagernd dargestellt, wobei das Bild 91 Teil eines Live-Video-Streams sein kann.

Figur 16 zeigt eine Fortbildung der Ausführungsform eines Vermessungsgeräts 80. Der einfacheren Darstellung wegen wurden im Vergleich zur Figur 14 bis auf Empfangsoptik 83 und Sensor 90 alle weiteren Elemente weggelassen. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Figur 14 weist die Empfangsoptik 83 eine Korrekturlinse 95 auf. Diese dient dazu, den Fokus der Empfangsoptik 83 für das sichtbare Licht 87 und den Fokus für die IR-Strahlung 86 aneinander anzugleichen, um die Wellenlängenabhängigkeit der Fokussierung also auszugleichen. Somit sind gleichzeitig beide Strahlungen 86, 87 bzw. alle Spektralbereiche auf dem Sensor 90 scharf abbildbar. Somit sind also simultan sowohl fokussierte IR-Strahlung 86 als auch fokussiertes Umgebungslicht 87 bereitgestellt, so dass in einem Belichtungsvorgang der IR-Auftreffpunkt bestimmt und ein Farbbild erzeugt werden kann. Eine Gleichzeitigkeit der beiden Vorgänge ist vor allem bei einem sich bewegenden Ziel vorteilhaft. Eine Alternative zu einer vereinheitlichenden Fokuskorrektur bzw. einem gleichzeitigen Aufnehmen beider Strahlungen 86, 87 wird in nachfolgender Figur 17 beschrieben.

Figur 17 stellt schematisch einen Ablauf dar, mit dem in einem Arbeitsgang ein Kamerabild anhand der sichtbaren Wellenlängen als auch eine IR-Messung erfolgt. Zuerst wird das Vermessungsgerät auf das Erstellen des Farbbildes eingestellt, indem die Belichtungszeit und der optische Fokus für den sichtbaren Wellenlängenbereich passen oder optimiert eingestellt werden (96a). Mit diesen Parameterwerten der Empfangsoptik bzw. des Sensors wird dann ein Kamerabild aufgenommen (96b) . Dieses Bild wird anschliessend ausgewertet (96c), um Aufnahmeparameter für das Erfassen der IR-Strahlung optimiert einzustellen. Im Beispiel wird der optische Fokus anhand des ermittelten Bildkontrasts des Farbbildes eingestellt (96d). Dies kann vollautomatisiert erfolgen oder teilautomatisiert unter Benutzereingriff und ist dahingehend vorteilhaft, da ein derartiges Farbbild in der Regel einen guten Kontrastwert aufweist bzw. der Kontrast wesentlich deutlicher ist als im Fall der IR-Strahlung. Somit kann die Bildschärfe mit guter Sicherheit festgestellt und zur Regelung verwendet werden.

Anschliessend wird die Belichtungszeit passend für eine IR- Erfassung eingestellt (96e) . Dies kann ebenfalls auf einer Auswertung des Farbbildes basieren. Jedenfalls sind ge trennte Belichtungsvorgängen dahingehend vorteilhaft, dass die Belichtungsdauer für die jeweilige Strahlungsart opti mal einstellbar sind. Mit den derart eingestellten Auf nahmeparametern wird dann die IR-Strahlung erfasst (96f).

Mit einem solchen direkt nacheinander ablaufenden Erfassen von sichtbarer Strahlung und IR-Strahlung ist also ein für den jeweiligen Teilvorgang optimiertes Einstellen von Erfassungsparametern realisiert. Die Abfolge kann insbe sondere Teil eines Videostreams sein, in dem jeweils ab wechselnd eine Farbaufnahme und eine IR-Aufnähme erfolgen.

Figur 18 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen hybriden Sensor 90, mit dem gleichzeitig Infrarotstrahlung zur Ablagepunktbestimmung und farbiges Licht zur Farbbildbe- reitstellung erfassbar ist. Im Beispiel ist der Sensor 90 als hybrider RGB-IR-Sensor 90 mit einem Pixel-Array 90a ausgeführt, welcher über die drei Kanäle 90b Rot, Grün und Blau und zudem über einen IR-Kanal 90c verfügt. Diese werden beispielsweise durch entsprechende Pixelfilter erhalten, welche nur die Wellenlängen oder Wellenlängenbereich des gewünschten Spektralanteils R, G, B oder IR passieren lassen, wobei der IR-Pixelfilter z.B. Strahlung im Wellenlängenbereich von 800-950nm oder spezifischer bei Wellenlängen von 780nm oder 850nm durchlässt und das gesamte Licht im sichtbaren Spektrum absorbiert. Vorzugsweise erfolgt bei der Bilderzeugung ein Kompensieren der jeweils fehlenden Farbkanäle eines Pixels durch Korrelieren der fehlenden Farbanteile durch die benachbarten Pixel, welche die entsprechenden Farben erfassen. Für die ATR-Messung ist ein solches Kompensieren nicht notwendig, da der Auftreffpunkt wie beschrieben z.B. durch Schwerpunktbildung ermittelbar ist.

Figur 19 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zum Kauf und Verkauf von Geodäsiedaten über eine Computernetzwerkplatt form 100. Im linken Teil der Figur 19 ist schematisch dargestellt, wie Geländepunkte 107 mittels der Vermessungsgeräte 101a und 101b vermessen werden. Damit werden Geodäsiedaten erzeugt, welche die absoluten Koordinaten der Geländepunkte 107 beinhalten, z.B. bezogen auf das WGS84- oder ETRS89-Referenzsystem. Die Geodäsieda ten beinhalten optional weitere Daten. Beispiele für solche Metadaten sind der Zeitpunkt oder das Datum der Vermessung, die verwendete Vermessungsgeräteart oder -typ, also z.B. Tachymeter oder Laserscanner, reflektorlos oder mit Reflek tor usw. Auch können die Genauigkeit oder Unsicherheit der Koordinaten oder der Urheber/die Quelle der Geodäsiedaten deren Bestandteil sein (siehe auch Figur 20) . Die so erzeugten Geodäsiedaten werden im Beispiel mittels Internet an eine Datenaustauschplattform 100 übertragen. Dieser Upload stellt dabei der Verkauf der Geodäsiedaten dar bzw. deren Angebot zum Verkauf. Die Plattform 100 speichert die Geodäsiedaten der Geländepunkte 107 in Abhängigkeit der jeweiligen Punktkoordinaten ab, d.h. die Zuordnung der Geodäsiedaten erfolgt über die darin enthal tenen Koordinaten. Somit sind die Geodäsiedaten anhand der Koordinaten abrufbar. Neben den genannten Metadaten können durch die Plattform 100 weitere Metadaten zu den Geodäsiedaten hinzugefügt werden, z.B. eine Koordinaten historie, also der Verlauf der Koordinaten eines Gelände punktes, falls mehrere Messungen verschiedenen Datums zum gleichen Punkt in der gespeicherten Datenbank vorliegen.

Zum Abruf von Geodäsiedaten meldet sich ein (potentieller) Käufer per Netzwerk an der Plattform 100 an und teilt mit, zu welchem Standort bzw. zu welchem Geländepunkt er Daten wünscht, z.B. indem er direkt seine Standortkoordinaten angibt oder eine anderweitige Standortbezeichnung (z.B. Adresse, Grundstücksnummer etc.), welche seinen Standort und damit Koordinaten seines Aufenthaltsorts eindeutig identifizierbar machen, mitteilt. Anhand einer solchen koordinatenbezogenen Abfrage stellt die Plattform 100 die entsprechenden Geodäsiedaten bereit, also diejenigen Daten, welche aufgrund ihrer Koordinaten zu den Standortkoordinaten passen bzw. als zugehörig eingeordnet sind. Im Beispiel erfolgt die Bereitstellung in Form einer Liste 103a und auch grafisch als Markierungen 103b, die in einer Landkartenansicht des Standorts bzw. der Koordinaten eingebettet sind.

Der Benutzer wählt dann die Geodäsiedaten aus, der er kaufen möchte und lädt die gekauften Daten anschliessend auf sein Vermessungsgerät 106 herunter, wo sie z.B. grafisch auf einem Display 106b des Geräts 106 angezeigt werden. Anzeige von Daten, Download oder Upload können dabei auch nicht durch das eigentliche Vermessungsgerät 106, also z.B. eine Totalstation, erfolgen, sondern durch ein damit verbundenes bzw. konnektierbares Anzeige- und Steuergerät, wie z.B. ein Smartphone oder Tablet. D.d. ein geodätisches Vermessungssystem weist in solchen Fällen z.B. ein Tachymeter auf und ein Smartphone, wobei beide Geräte miteinander kommunizieren und die Kommunikation zur Plattform mittels des Smartphones erfolgt.

Als vorteilhafte Option erfolgt der Download bzw. Kauf 105 einfach durch eine einzige Benutzereingabe, z.B. durch einfaches Drücken eines Bedienknopfs 106a des Vermessungsgeräts 106 oder eines damit verbundenen Smartphones oder Tablets. Ebenso kann der Upload bzw. Verkauf 102 von im Vermessungsgerät 101a oder 101b gespeicherten Geodäsiedaten durch einen einzigen Tastendruck auslösbar sein. Somit dient die Plattform 100 also als Handelsmarkt, mit dem auf einfache und direkte Weise Geodäsiedaten gehandelt werden können.

Der Kauf von Geodäsiedaten kann weiter automatisiert werden, indem der Standort des Käufers bzw. des Vermessungssystems 106 z.B. mittels GPS automatisch ermittelt und an die Marktplattform 100 übermittelt wird (dargestellt in der Figur 19 durch Symbol 108), so dass automatisch die zum Standort passenden Geodäsiedaten bei Knopfdruck heruntergeladen werden, z.B. Daten aller Geländepunkte im Umkreis von 50m, wobei zusätzliche, vorab eingestellte Filter berücksichtigt werden können (so, dass beispielsweise nur Koordinaten gekauft werden, die bestimmte Qualitätskriterien/Messgenauigkeiten erfüllen oder zum Vermessungsgerätetyp kompatibel sind) .

Eine derartige Übermittlung und Berücksichtigung von Standort 108 oder Geräteart/-typ erfolgt optional alternativ oder zusätzlich bereits bei der Bereitstellung 103a/b der Geodäsiedaten, so dass nur solche Daten angeboten werden, welche zum Standort und/oder spezifischen Vermessungsgerät 106 passen. Eine Vorauswahl oder auch Adaption der Geodäsiedaten erleichtert dem Benutzer die endgültige Auswahl. Eine Adaption kann dabei z.B. die Art der Präsentation der Daten betreffen, welche dann spezifisch auf das abfragende Gerät zugeschnitten ist.

Als weitere (nicht dargestellte) Option ermittelt oder berechnet die Plattform 100 für die vom Käufer abgefragten Geländepunkte 104 einen für diese Punktmenge 104 optimalen Vermessungsstandort und schlägt diesen Vermessungsstandort dem Benutzer vor. Auch kann das System optional an einen oder mehrere abgefragte bzw. gekaufte Geländepunkte anschliessende Geländepunkte vorschlagen. Somit erhält der Käufer optional weitere Hilfestellungen aufgrund der vom ihm erworbenen Geodäsiedaten, welche eine auf den heruntergeladenen bereits vermessenen Geländepunkten aufbauende Vermessungsaufgabe erleichtern können.

In einer weiteren (nicht dargestellten) Fortbildung des Verfahrens bzw. der Plattform 100 erhält der Käufer automatisch eine Mitteilung, sobald eine Aktualisierung von ihm bereits erworbener Geodäsiedaten verfügbar ist, z.B. also neuere Koordinaten zu heruntergeladenen Punkten vorhanden sind. Z.B. können Stationierungsmessungen auf Basis mehrerer bekannter Punkte zum Update der Punktinformationen genutzt werden. Auch wird optional automatisch eine Warnung an den Benutzer ausgegeben, falls z.B. durch Unwetter oder Erdbewegungen anzunehmen ist, dass die bereits erworbenen Daten nicht mehr mit der Realität übereinstimmen. Zum Beispiel ist die Plattform 100 mit einem meteorologischen oder seismologischen Datenprovider verbunden, so dass schwerwiegende Umwelteinflüsse in einer bestimmten Geländeregion notiert werden, welche Einfluss auf Geländepunkte haben oder haben könnten. Entsprechend erfolgt dann eine Notiz an den Benutzer der Plattform 100, dass seine Daten veraltet sind oder sein könnten, also die gespeicherten und heruntergeladenen Koordinaten von den realen Koordinaten (potentiell) abweichen.

Figur 20 zeigt ein Beispiel für Geodäsiedaten 113-115, welche über die Datenhandelsplattform abfragbar sind. Im Beispiel ist ein Display 109 z.B. einer Totalstation zu sehen, in welchem eine 3D-Ansicht oder ein Live-Kamerabild 111 der Vermessungsumgebung am Standort des Vermessungs geräts zu sehen ist. Dem Bild 111 überlagert sind im Bei spiel drei grafische Markierungen 110 von Geländepunkten, deren Koordinaten von der Plattform heruntergeladen worden sind. Zusätzlich zu den Koordinaten sind weitere Geodäsiedaten 113-115 mittels der Plattform bereitgestellt bzw. erworben, die mit den Geländepunkten 110 verknüpft sind und z.B. durch Anklicken der jeweiligen Markierung anzeigbar. Im Beispiel sind die zusätzlichen Daten zu einem Punkt in einem Ansichtsfenster 112 angezeigt.

Das Ansichtsfenster 112 enthält zum einen eine Tabelle 113, welche neben den Koordinaten des Punkts Angaben zur deren Genauigkeit, Messzeitpunkt, Quelle, Messverfahren und Qualität enthält. Die Qualitätsangabe beruht z.B. darauf, dass der betroffene Geländepunkt von mehreren Vermessern vermessen wurde, also eine Vielzahl von Koordinatenangaben zum gleichen Punkt in der Plattform hinterlegt sind. Neben dieser Datentabelle 113 ist im Fenster durch die Grafik 114 eine räumliche Verteilung der Vielzahl der Koordinatenangaben dargestellt. Darüber hinaus ist in einem Diagramm 115 der zeitliche Verlauf der Koordinaten illustriert, also die jeweiligen Messergebnisse in Abhängigkeit des jeweiligen Messdatums.

Somit erhält der Benutzer bzw. Käufer neben den eigentlichen Vermessungswerten der Punkte viele weitere Informationen zu diesen. Es wird also nicht nur auf einfache Weise mit der vorliegenden Erfindung einem Vermesser ermöglicht, unmittelbar und vor Ort bereits früher vermessene Punkte direkt auf sein Vermessungsgerät zu laden, ohne diese z.B. zeitaufwändig per Hand eingeben zu müssen. Als zusätzlicher Vorteil werden weitere Geodäsiedaten zu den Punkten bereitgestellt, welche z.B. eine gezielte und für die erforderliche Vermessungsaufgabe optimale Auswahl der zu erwerbenden Punkte ermöglicht und darüber hinaus eine weitere Beurteilung oder gezieltere/optimierte Verwendung der erworbenen Punkte 110 durch die mitgelieferten Metadaten.

Figur 21 zeigt ein Beispiel für einen Vermessungsverbund, der mittels der Datenaustauschplattform 100 ermöglicht ist. Im Beispiel sind in einer Messumgebung drei Vermessungsgeräte 101a/106a-101c/106c verbunden, die sowohl als geodäsiedatenanbietendes Gerät 101a-101c fungieren als auch als geodäsiedatenbeziehendes Gerät 106a-106c. Beispielsweise vermisst das Vermessungsgerät 101c einen Geländepunkt 110c und lädt dessen Daten D(110c) sofort über das Internet an die Plattform 100. Ebenso vermessen die Geräte 101a und 101b jeweils Geländepunkte 110a, 110b und transferieren die entsprechenden Geodäsiedaten D(110a), D(110b) unmittelbar an die Plattform 100. Die an der Plattform 100 angelangten Daten D(llOa-llOc) werden dann in Echtzeit für die drei in der Plattform 100 eingeloggten und als Verbund oder Kaufer-Verkäufer- Zusammenschluss registrierten bereitgestellt und an die jeweils anderen Geräte weitergeleitet. So erfolgt automatisch ein Transfer der soeben vom Vermessungsgerät 101a hochgeladenen Daten D(110a) an die beiden anderen Geräte 106b, 106c und ein Transfer der Daten D(110b) an die Geräte 106a, 106c usw.

Es erfolgt also in Echtzeit und vor Ort ein Austausch der Vermessungsdaten D(110a-c), so dass an allen Standorten alle im Verbund erzeugten Daten D(110a-c) bzw. Punkte 110a- 110c sofort vorliegen. Somit ist ein sychronisiertes , paralleles Arbeiten mehrerer Vermesser ermöglicht, wobei bereits vermessene Punkte 110a-c zur weiteren Referenzierung genutzt werden können. Ein derartiger Datenaustausch ist auch ein Beispiel dafür, dass eine Kauf- Verkauf-Transaktion von Gedäsiedaten D(110a-c) entgeltlos bzw. als Tauschhandel bzw. Bartergeschäft mit Geodäsiedaten als "Währung" ablaufen kann.

Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können erfindungsgemäss ebenso miteinander sowie mit Vermessungsgeräten und Vermessungs verfahren des Stands der Technik kombiniert werden.