mittels Interferometrie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Bestimmen einer Entfernungsänderung zu einem beweglichen und

reflektierenden Ziel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Messgerät zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach Anspruch 12.

Messgeräte, die für eine fortlaufende Verfolgung eines Zielpunkts und eine koordinative Positionsbestimmung dieses Punkts ausgebildet sind, können allgemein, insbesondere im Zusammenhang mit industrieller Vermessung, unter dem

Begriff Lasertracker zusammengefasst werden. Ein Zielpunkt kann dabei durch eine retro-reflektierende Einheit (z.B. Würfelprisma) repräsentiert sein, die mit einem optischen Messstrahl der Messvorrichtung, insbesondere einem

Laserstrahl, angezielt wird. Der Laserstrahl wird parallel zurück zum Messgerät reflektiert, wobei der reflektierte Strahl mit einer Erfassungseinheit der Vorrichtung erfasst wird. Hierbei wird eine Emissions- bzw. Empfangsrichtung des Strahls, beispielsweise mittels Sensoren zur

Winkelmessung, die einem Ablenkspiegel oder einer

Anzieleinheit des Systems zugeordnet sind, ermittelt. Zudem wird mit dem Erfassen des Strahls eine Distanz von dem Messgerät zum Zielpunkt, z.B. mittels Laufzeit- oder

Phasendifferenzmessung ermittelt.

Lasertracker nach dem Stand der Technik können zusätzlich mit einer optischen Bilderfassungseinheit mit einem

zweidimensionalen, lichtempfindlichen Array, z.B. einer CCD- oder CID-Kamera oder einer auf einem CMOS-Array basierenden Kamera, oder mit einem Pixelarraysensor und mit einer Bildverarbeitungseinheit ausgeführt sein. Der Lasertracker und die Kamera können dabei insbesondere derart aufeinander montiert sein, dass ihre Positionen relativ zueinander nicht veränderbar sind. Die Kamera ist beispielsweise zusammen mit dem Lasertracker um dessen im Wesentlichen senkrechte Achse drehbar, jedoch unabhängig vom Lasertracker auf und ab schwenkbar und somit

insbesondere von der Optik des Laserstrahls getrennt angeordnet. Weiters kann die Kamera - z.B. in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung - nur um eine Achse schwenkbar ausgeführt sein. In alternativen Ausführungen kann die

Kamera in integrierter Bauweise mit der Laseroptik zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse verbaut sein.

Mit dem Erfassen und Auswerten eines Bildes - mittels Bilderfassungs- und Bildverarbeitungseinheit - eines so genannten Messhilfsinstruments mit Markierungen, deren relative Lagen zueinander bekannt sind, kann auf eine

Orientierung des Instruments und eines an dem

Messhilfsinstrument angeordneten Objekts (z.B. eine Sonde) im Raum geschlossen werden. Zusammen mit der bestimmten räumlichen Position des Zielpunkts kann ferner die Position und Orientierung des Objekts im Raum absolut und/oder relativ zum Lasertracker präzise bestimmt werden.

Derartige Messhilfsinstrumente können durch so genannte Tastwerkzeuge, die mit ihrem Kontaktpunkt auf einem Punkt des Zielobjektes positioniert werden, verkörpert sein. Das Tastwerkzeug weist Markierungen, z.B. Lichtpunkte, und einen Reflektor auf, der einen Zielpunkt am Tastwerkzeug repräsentiert und mit dem Laserstrahl des Trackers

anzielbar ist, wobei die Positionen der Markierungen und des Reflektors relativ zum Kontaktpunkt des Tastwerkzeuges präzise bekannt sind. Das Messhilfsinstrument kann in dem Fachmann bekannter Weise auch ein beispielsweise von Hand gehaltener, zur Distanzmessung ausgerüsteter Scanner für berührungslose Oberflächenvermessungen sein, wobei Richtung und Position des für die Distanzmessung verwendeten

Scanner-Messstrahles relativ zu den Lichtpunkten und

Reflektoren, die auf dem Scanner angeordnet sind, genau bekannt sind. Ein derartiger Scanner ist beispielsweise in der EP 0 553 266 beschrieben.

Ausserdem wird in modernen Trackersystemen - zunehmend standardisiert - auf einem Sensor eine Ablage des

empfangenen Messstrahls von einer Nullposition ermittelt. Mittels dieser messbaren Ablage kann eine

Positionsdifferenz zwischen dem Zentrum eines

Retroreflektors und dem Auftreffpunkt des Laserstrahls auf dem Reflektor bestimmt und die Ausrichtung des Laserstrahls in Abhängigkeit dieser Abweichung derart korrigiert bzw. nachgeführt werden, dass die Ablage auf dem Sensor

verringert wird, insbesondere „Null" ist, und damit der Strahl in Richtung des Reflektorzentrums ausgerichtet ist. Durch das Nachführen der Laserstrahlausrichtung kann eine fortlaufende Zielverfolgung (Tracking) des Zielpunkts erfolgen und die Entfernung und Position des Zielpunkts fortlaufend relativ zum Vermessungsgerät bestimmt werden. Das Nachführen kann dabei mittels einer

Ausrichtungsänderung des motorisiert bewegbaren, zur

Ablenkung des Laserstrahls vorgesehenen Ablenkspiegels und/oder durch ein Schwenken der Anzieleinheit, die die strahlführende Laseroptik aufweist, realisiert werden.

Der beschriebenen Zielverfolgung muss ein Ankoppeln des Laserstrahls an den Reflektor vorausgehen. Hierzu kann am Tracker zusätzlich eine Erfassungseinheit mit einem

positionssensitiven Sensor und mit einem verhältnismässig grossen Sichtfeld angeordnet sein. Zudem sind in gattungsgemässe Geräte zusätzliche Beleuchtungsmittel integriert, mit welchen das Ziel bzw. der Reflektor, insbesondere mit einer definierten, sich von der

Wellenlänge der Distanzmessmittel unterscheidenden

Wellenlänge, beleuchtet wird. Der Sensor kann in diesem

Zusammenhang sensitiv auf einen Bereich um diese bestimmte Wellenlänge ausgebildet sein, um beispielsweise

Fremdlichteinflüsse zu reduzieren oder gänzlich zu

verhindern. Mittels der Beleuchtungsmittel kann das Ziel beleuchtet und mit der Kamera ein Bild des Ziels mit beleuchtetem Reflektor erfasst werden. Durch die Abbildung des spezifischen (wellenlängenspezifischen) Reflexes auf dem Sensor können die Reflexposition im Bild aufgelöst und damit ein Winkel relativ zur Erfassungsrichtung der Kamera und eine Richtung zum Ziel bzw. Reflektor bestimmt werden. Eine Ausführungsform eines Lasertrackers mit einer

derartigen Zielsucheinheit ist beispielsweise aus der WO 2010/148525 AI bekannt. In Abhängigkeit der so

ableitbaren Richtungsinformation kann die Ausrichtung des Messlaserstrahls derart verändert werden, dass ein Abstand zwischen dem Laserstrahl und dem Reflektor, an welchen der Laserstrahl angekoppelt werden soll, verkleinert wird.

Zur Entfernungsmessung weisen Lasertracker des Standes der Technik zumindest einen Distanzmesser auf, wobei dieser z.B. als Interferometer ausgebildet sein kann. Da solche Entfernungsmesseinheiten nur relative Distanzänderungen messen können, werden in heutigen Lasertrackern zusätzlich zu Interferometern so genannte Absolutdistanzmesser verbaut. Beispielsweise ist eine derartige Kombination von Messmitteln zur Entfernungsbestimmung durch das Produkt AT901 der Leica Geosystems AG bekannt. Die in diesem

Zusammenhang für die Distanzmessung eingesetzten Interferometer verwenden hauptsächlich - aufgrund der grossen Kohärenzlänge und der damit ermöglichten

Messreichweite - Gaslaser als Lichtquellen, insbesondere HeNe-Gaslaser . Die Kohärenzlänge des HeNe-Lasers kann dabei einige hundert Meter betragen, so dass mit relativ

einfachen Interferometer-Aufbauten die in der industriellen Messtechnik geforderten Reichweiten erzielt werden können. Eine Kombination eines Absolutdistanzmessers und eines Interferometers zur Entfernungsbestimmung mit einem HeNe- Laser ist beispielsweise aus der WO 2007/079600 AI bekannt.

Durch die Verwendung eines solchen Interferometers zur Distanzbestimmung bzw. Bestimmung der Distanzänderung in einem Lasertracker kann aufgrund des so einsetzbaren interferometrischen Messverfahrens eine sehr hohe

Messgenauigkeit realisiert werden.

Dieser vorteilhaften Messgenauigkeit steht jedoch die

Robustheit und Verlässlichkeit der auszuführenden

Interferometermessung nachteilig gegenüber. Zur Ausführung einer korrekten Messung der Distanzänderung, insbesondere einer fortlaufend korrekten Messung bei einer Verfolgung eines Ziels, mittels des Interferometers muss ein während der Messung dauerhaftes Erfassen und korrektes Auslesen der durch Interferenzeffekte ( Intensitätsmaxima und -minima) erzeugten Interferometerpulse gewährleistet sein. Die

Bestimmung der Distanzänderung hängt dabei ab von der

Anzahl der detektierten Interferometerpulse . Ein

ununterbrochenes Empfangen und Erkennen der

Interferometerpulse kann insbesondere bei einer grossen Entfernung zwischen dem Interferometer und dem Ziel gestört sein, da die dabei vom Ziel reflektierte Messstrahlung mit vergleichsweise geringer Intensität erfasst wird und die verfügbare Sensitivität des Interferometerdetektors nicht ausreicht die Pulse klar zu erfassen. Durch ein dadurch verursachtes Verlorengehen eins oder mehrerer

Interferometerpulse während des Erfassens kann die davon abhängige Bestimmung der Distanzänderung fehlerbehaftet sein. Ein fehlerhaftes Erfassen der Pulse (ein oder mehrere Pulse werden nicht gezählt) kann ausserdem verursacht werden durch ein schnelles Versetzen des reflektierenden Ziels und eine somit erzeugte Intensitätsfluktuation bzw. Intensitätsreduktion am Interferometerdetektor . Dies kann insbesondere während eines Trackings eines Ziels auftreten, wenn die Bewegung des Reflektors schneller erfolgt als ein servogesteuertes Nachführen der Laserstrahlung zum Ziel durchführbar ist. Da die bestimmbare Entfernungsänderung von der Anzahl erkannter Pulse abhängt, kann dadurch ein fehlerhafter Distanzmesswert erzeugt werden.

Ein weiterer nachteiliger Aspekt in diesem Zusammenhang ist, dass bei einer oben beschriebenen fehlerhaften Messung zwar ein Messwert erzeugt werden kann, jedoch ein Benutzer des Systems diesem Messfehler nicht erkennt bzw. aufgrund der erreichbaren Messauflösung diesen nicht erkennen kann und den erzeugten Messwert als korrekt annimmt. Durch ein wiederholtes derartiges Nicht-Berücksichtigen des Fehlers können einzelne Fehlmessungen kumuliert und ein

resultierender (Gesamt-) Messfehler somit vergrössert werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Funktion für ein Messgerät, insbesondere Lasertracker, bereitzustellen, in deren Rahmen eine interferometrische Messung auf deren Korrektheit überprüft wird, insbesondere fortlaufend überprüft wird. Im Speziellen ist es eine Aufgabe der vorliegenden

Erfindung eine Überprüfungsfunktionalität für eine

Bestimmung einer Distanzänderung, insbesondere für ein Messgerät, insbesondere Lasertracker, derart

bereitzustellen, dass ein allfälliger Messfehler erkannt wird und bei einem Vorliegen eines Messfehlers eine

entsprechende Information ausgegeben wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es einen

Lasertracker bereitzustellen, mit welchem eine Überprüfung einer zur Bestimmung einer Distanzänderung ausführbaren Messung mit einem Interferometer hinsichtlich deren

Korrektheit durchführbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine

automatisierte Funktionalität zur Korrektur von als

fehlerhaft identifizierten Messwerten bereitzustellen.

Diese Aufgaben werden durch die Verwirklichung der

kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale, die die Erfindung in alternativer oder

vorteilhafter Weise weiterbilden, sind den abhängigen

Patentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Entfernungsänderung zu einem beweglichen und

reflektierenden Ziel mittels Interferometrie, mit einem Aussenden von Messstrahlung zum Ziel, einem Empfangen von zumindest einem Teil der am Ziel reflektierten

Messstrahlung und einem Erzeugen und Erfassen einer

Überlagerung der reflektierten Messstrahlung mit einer Referenzstrahlung. Zudem erfolgen ein Ableiten einer

Interferometerausgangsgrösse basierend zumindest auf der erfassten Überlagerung, wobei die Interferometerausgangsgrösse von einer Entfernung zum Ziel abhängt, ein Erzeugen eines zeitaufgelösten

Ausgangsgrössenverlaufs aus der abgeleiteten

Interferometerausgangsgrösse und ein Ermitteln der

Entfernungsänderung basierend auf dem

Ausgangsgrössenverlauf .

Weiter erfolgt ein fortlaufendes Überprüfen des

Ausgangsgrössenverlaufs dadurch, dass basierend auf dem Ausgangsgrössenverlauf fortlaufend zumindest ein sich auf die Richtung der Messstrahlung beziehender

Bewegungsparameter einer Relativbewegung des Ziels

abgeleitet wird, ein fortlaufendes Vergleichen des

Bewegungsparameters mit einem definierten

Bewegungskriterium des Ziels erfolgt, wobei das

Bewegungskriterium eine als real ausführbar, praktisch plausibel und empirisch angenommene Relativbewegung des Ziels in Richtung der Messstrahlung angibt, und bei einem Nicht-Erfüllen des Bewegungskriteriums eine Information bereitgestellt wird. Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens kann somit eine automatisierte Beurteilung einer durchgeführten

interferometrischen Messung hinsichtlich deren Richtigkeit durchgeführt werden. Nach der Überprüfung ob eine aus den Interferometerdaten ableitbare Bewegung des Ziels bzw.

eines interferometrischen Messgeräts einer Bewegung

entspricht, die unter vorherrschenden physikalischen

Bedingungen und gegebenenfalls im Rahmen der vorliegenden Messanordnung (z.B. mit Hindernissen in einem Messraum, die eine bestimmte Bewegung unmöglich machen) tatsächlich ausgeführt werden kann, kann die Information, d.h. eine Information die insbesondere einem Benutzer Aufschluss darüber bringt, ob oder mit welcher Wahrscheinlichkeit die Messung fehlerbehaftet ist, z.B. auf einem Display

graphisch dargestellt oder mittels eines akustischen

Signals ausgegeben werden.

Insbesondere können durch eine Angabe durch das

Bewegungskriterium für eine im Rahmen von tatsächlich geltenden physikalischen Grundsätzen durchführbare Bewegung ebenfalls inverse Bedingungen für unmögliche

Relativbewegungen, welche z.B. gegen geltende physikalische Gesetzt Verstössen würde (z.B. Trägheit), definiert sein. Generell gibt das Bewegungskriterium einen Rahmen vor innerhalb dessen eine mittels einer interferometrischen Messung bestimmte Relativbewegung potentiell tatsächlich durchführbar bzw. nicht durchführbar wäre. Somit kann auf Basis dieses Kriteriums eine Entscheidung getroffen werden, ob eine gemessene Bewegung abzulehnen oder zu akzeptieren ist .

Im Allgemeinen ist in Rahmen dieser Erfindung die

Interferometerausgangsgrösse zu verstehen als Grösse, welche durch ein Interferometer bereitgestellt bzw. von diesem ausgegeben wird und aus welcher durch ein

fortlaufendes Erfassen dieser Grösse als

Ausgangsgrössenverlauf eine Entfernungsänderung zu einem Ziel ableitbar ist.

Für homodyne Interferometer ist die

Interferometerausgangsgrösse zu verstehen als von einer Entfernung zum Ziel abhängiger Interferenzzustand

(konstruktive bzw. destruktive Interferenz) und der

Ausgangsgrössenverlauf zu verstehen als Interferenzverlauf, erzeugt durch ein fortlaufendes Erfassen des

Interferenzzustands. Für heterodyne Interferometer ist die

Interferometerausgangsgrösse zu verstehen als ein Vergleich einer Phasenlage zwischen einer Messüberlagerung (Schwebung erzeugt durch ein Zusammenführen einer Messstrahlung und einer Referenzstrahl mit unterschiedlichen Wellenlängen) an einem Messdetektor und einer Referenzgrösse bzw. einer Schwebung an einem Referenzdetektor (Referenzüberlagerung) . Die Referenzgrösse kann dabei beispielsweise elektronisch erzeugt sein durch eine Modulationsfrequenz eines

akustooptischen Modulators zur Modulation von zumindest einer der Strahlungen (Messstrahlung und/oder

Referenzstrahlung) . Der Ausgangsgrössenverlauf ist für ein heterodynes Interferometer zu verstehen als zeitaufgelöst, fortlaufend erfasster Vergleich (Phasenunterschied) der Messüberlagerung mit der Referenzgrösse bzw. mit der

Referenzüberlagerung .

Insbesondere können dem Fachmann weitere Ausführungsformen für Interferometer bekannt sein, wobei für eine derartige Ausführungsform die Interferometerausgangsgrösse jene

Grösse ist, durch die mittels eines fortlaufenden Erfassens dieser Grösse (Ausgangsgrössenverlauf) eine

Entfernungsänderung detektiert werden kann.

Durch das erfindungsgemässe fortlaufende Überprüfen des Ausgangsgrössenverlaufs kann für diese unterschiedlichen Ausführungsformen von Interferometern eine Relativbewegung des Ziels hinsichtlich einer real ausführbaren Bewegung bewertet werden.

Der Ausgangsgrössenverlauf kann im Sinne der Erfindung beispielsweise in Abhängigkeit einer Sampling-Rate

abgebildet bzw. aufgelöst werden, d.h. in einem bestimmten Zeitintervall kann eine definierte, insbesondere

einstellbare, Anzahl von Messungen durchgeführt werden.

Ausserdem kann der Ausgangsgrössenverlauf alleine durch eine in einem Zeitintervall gemessene Anzahl von Pulsen (definiert durch eine Abfolge von konstruktiver Interferenz und destruktiver Interferenz) mit einer jeweiligen

Zeitinformation verkörpert sein, wobei diese Anzahl mit einer Anzahl auftretender Überschreitungen eines

Schwellwerts korrespondieren kann. D.h. es kann hierfür z.B. fortlaufend ein die erfasste

Interferometerausgangsgrösse repräsentierendes Signal erfasst werden, wobei zusätzlich ein Schwellwert für dieses Signal definiert ist und jede Überschreitung des

Schwellwerts (und das nachfolgende Abfallen des

Signalpegels unter den Schwellwert) als ein Puls gezählt wird. Durch die zusätzliche Zeitinformation kann daraus eine Abfolge von Pulsen in einem definierten Zeitintervall bestimmt und als Bewegungsparameter herangezogen werden.

Eine Relativbewegung in Richtung der Messstrahlung, d.h. insbesondere zwischen einem Ziel und einem Interferometer, insbesondere dem Lasertracker, ist im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung generell als eine zumindest radiale Bewegung entlang einer optischen Achse, die durch die emittierte Messstrahlung definiert ist, zu verstehen, insbesondere da für eine interferometrisch messbare

Relativbewegung eine Änderung einer Entfernung zwischen zwei Objekten (Ziel und Messgerät) erfolgen muss.

Im Hinblick auf die Bestimmung einer Distanzänderung zwischen zum Ziel können im Rahmen des Ermitteins der

Entfernungsänderung aus eine Abfolge von konstruktiver Interferenz und destruktiver Interferenz, insbesondere Intensitätsmaxima und Intensitätsminima,

Interferometerpulse identifiziert und fortlaufend gezählt werden, insbesondere wobei aus einer in einem definierten Zeitintervall bestimmten Anzahl von Interferometerpulsen die Entfernungsänderung zum Ziel bestimmt wird.

Aus der Anzahl der Pulse und der bekannten und dabei zu berücksichtigen Wellenlänge der Messstrahlung kann eine sehr präzise Bestimmung der Distanzänderung durchgeführt werden. Da die Änderung der gemessenen Distanz von der Anzahl der erfassten Pulse abhängt, werden im Rahmen des erfindungsgemässen (Überprüfungs- ) Verfahrens diejenigen Messungen, bei welchen z.B. ein Puls nicht gezählt wurde bzw. „verloren gegangen" ist, als fehlerhaft identifiziert. Dies geschieht durch einen oben beschriebenen Vergleich von Bewegungsparameter und Bewegungskriterium, wobei bei einem Fehlen eines Pulses eine aus dem Ausgangsgrössenverlauf (in welchem der Puls ebenfalls fehlt und somit eine Bewegung bestimmt wird, die unmöglich erscheint) abgeleitete

Relativbewegung abgelehnt wird. Erfindungsgemäss kann in Abhängigkeit von dem Bereitstellen der Information ein Korrigieren der ermittelten

Entfernungsänderung durchgeführt werden und/oder eine graphische oder akustische Ausgabe der Information

erfolgen. Dabei ist im Rahmen des erfindungsgemässen

Verfahrens eine Anpassung von durchgeführten Messungen realisierbar. Hierbei kann das Korrigieren derart erfolgen, dass ein nach dem Korrigieren ableitbarer

Bewegungsparameter das Bewegungskriterium erfüllt,

insbesondere wobei ein Anpassen des Ausgangsgrössenverlaufs derart erfolgt, dass der aus dem angepassten

Ausgangsgrössenverlauf abgeleitete Bewegungsparameter das Bewegungskriterium erfüllt. Damit können im Rahmen der Erfindung neben einem Messen der Entfernungsänderung auch ein erzeugtes Messergebnis überprüft und bei einem Feststellen einer fehlerhaften Messung aktiv eingegriffen werden und die Messparameter bzw. der Ausgangsgrössenverlauf verändert werden. Durch eine derartige Änderung kann der Bewegungsparameter so angepasst werden, dass bei einem Vergleich mit dem

Bewegungskriterium ein Erfüllen des Kriteriums durch den Parameter festgestellt wird. Beispielsweise kann hierbei ein als fehlend identifizierter Interferenzzustand

modelliert und eingefügt werden, sodass der daraus

ableitbare Ausgangsgrössenverlauf eine durchführbare

Bewegung des Ziels beschreibt. Insbesondere kann in diesem Zusammenhang z.B. mittels eines Kaiman-Filters eine

Pulssequenz (mehrere zusammenhängende Pulse) nachgebildet und in den Ausgangsgrössenverlauf eingefügt werden. Im Speziellen kann im Rahmen einer Berechnung einer derartigen Pulssequenz ein Filterverfahren mit Prädiktoren eingesetzt werden . Insbesondere kann eine fehlerhafte Messung durch zumindest einen Puls (mehrere Pulse) , welcher (fälschlicherweise) zuviel erfasst wurde, verursacht sein. In diesem Fall kann alternativ zum Einfügen eines zusätzlichen Pulses ein

Eliminieren des fehlerhaft erfassten Pulses erfolgen, sodass der danach ableitbare korrigierte

Ausgangsgrössenverlauf eine durchführbare Relativbewegung des Ziels beschreibt.

Hinsichtlich des Bewegungsparameters, welcher z.B. eine Grösse für die Relativbewegung in Richtung der

Messstrahlung repräsentiert, kann im Rahmen des

erfindungsgemässen Verfahrens dieser derart abgeleitet werden, dass aus dem (zeitaufgelöst ausgelesenen) Ausgangsgrössenverlauf eine aktuelle Relativgeschwindigkeit und/oder aktuelle Relativbeschleunigung des Ziels in

Richtung der Messstrahlung als Bewegungsparameter

abgeleitet wird. Dadurch kann fortlaufend ein Parameter erzeugt werden, welcher eine vorliegende Geschwindigkeit oder

Beschleunigung eines Messgeräts oder des Ziels - die jeweilige Geschwindigkeit oder Beschleunigung kann auch aus einer gleichzeitigen Bewegung des Ziels und des Messgeräts resultieren - auf Basis der an einem Detektor eines

Interferometers detektierten Interferenzerscheinungen angibt. Der Bewegungsparameter kann insbesondere weitere bewegungsabbildende Grössen, wie z.B. die Richtung der Entfernungsänderung (positiv oder negativ) , für das Ziel beschreiben.

Ferner kann zur Beschreibung der interferometrisch

ableitbaren Zielbewegung erfindungsgemäss in Abhängigkeit von dem Ausgangsgrössenverlauf eine, insbesondere

zeitaufgelöste, Intensitätskurve abgeleitet wird,

insbesondere wobei aus einer Amplitude und/oder einer

Frequenz der Intensitätskurve der Bewegungsparameter abgeleitet wird.

Beispielsweise kann ein Wert für die Amplitude oder die Frequenz der fortlaufend detektierten Intensitätsänderung als Parameter herangezogen werden und das

Bewegungskriterium derart definiert sein, dass der

Amplituden- oder Frequenzwert mit einem Amplituden- oder Frequenzschwellwert verglichen wird und in Abhängigkeit der Überschreitung dieser Schwelle die Information generiert wird. Ein solcher Schwellwert kann insbesondere in

Abhängigkeit einer Sensitivität des Interferometerdetektors definiert sein. Ferner kann ein Signalpegel eines

eingehenden Signals, insbesondere der

Interferometerausgangsgrösse bzw. des

Ausgangsgrössenverlaufs , fortlaufend detektiert werden und dieser Pegel als Bewegungsparameter herangezogen werden. Dabei kann in analoger Weise zu oben beschriebener

Bewertung der Amplitude ein Vergleich mit einem

vorgegebenen Signalpegel-Bewegungskriterium erfolgen.

Im Hinblick auf ein Rauschen und/oder Schwanken eines mit einem Interferometer erfassbaren Signals, wodurch

detektierte Frequenzschwankungen verursacht sein können, kann im Speziellen eine Kumulation von Messwerten über ein definiertes Zeitintervall hinweg zur Mittelung der erfassten Signale erfolgen. Beispielsweise kann ein fortlaufender Durchschnittswert für die Frequenz (oder die Amplitude) bestimmt werden und dadurch die Robustheit des Systems gegenüber Signalrauschen und Signalschwankungen erhöht werden.

Insbesondere kann erfindungsgemäss der Bewegungsparameter als eine Frequenzänderung und/oder Amplitudenänderung aus der Intensitätskurve bestimmt werden.

Beispielsweise kann aus einer Frequenzänderung auf eine Geschwindigkeitsänderung der Relativbewegung geschlossen werden. Ausserdem verhält sich eine Frequenzänderung proportional zu einer Relativbeschleunigung, wodurch mit der Bestimmung der Frequenzänderung die relative

Beschleunigung des Ziels bestimmbar ist und für das

Ableiten des Bewegungsparameters berücksichtigt werden kann . Hinsichtlich des Aspekts der Definition des

Bewegungskriteriums kann im Rahmen der Erfindung ein

Toleranzbereich für den Bewegungsparameter bestimmt werden und der Toleranzbereich als das Bewegungskriterium

definiert werden, insbesondere wobei der Toleranzbereich durch zumindest einen Schwellwert definiert ist.

Damit lassen sich zu einzelnen zu überprüfenden

Bewegungsparametern korrespondierende Toleranzen

definieren, wobei in Abhängigkeit eines Vergleichs des bestimmten Parameters mit der jeweiligen Toleranz bzw. mit dafür definierten Schwellwerten eine Interferometermessung als plausibel (Bewegungsparameter innerhalb der Toleranzen) oder unwahrscheinlich bzw. unmöglich (Bewegungsparameter ausserhalb der Toleranzen) bewertet werden kann. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Bestimmung des Bewegungskriteriums, wobei eine reale als maximal angenommene Relativgeschwindigkeit und/oder eine reale als maximal angenommene Relativbeschleunigung des Ziels in Richtung der Messstrahlung als Bewegungskriterium

herangezogen wird, insbesondere wobei die reale

Relativgeschwindigkeit und/oder die reale

Relativbeschleunigung fortlaufend gemessen und fortlaufend als Bewegungskriterium gesetzt werden.

Mit einem derartigen Berücksichtigen maximaler

(vorstellbarer bzw. annehmbarer) Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungswerte oder einer tatsächlichen Bewegung des Ziels kann fortlaufend ein Vergleich dieser angenommenen bzw. tatsächlich bestimmten Bewegung mit der

interferometrisch aus dem Ausgangsgrössenverlauf

abgeleiteten Bewegung stattfinden. Im Speziellen kann das Bewegungskriterium erfindungsgemäss in Abhängigkeit eines Frequenzunterschiedes zwischen der Referenzstrahlung und der reflektierten Messstrahlung bestimmt werden. Hierdurch kann beispielsweise auf

Grundlage des Dopplereffekts eine aktuelle (wirkliche)

Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Ziels bestimmt werden und diese mit einer aus dem Ausgangsgrössenverlauf abgeleiteten Bewegung verglichen werden.

Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft die Eigenschaften der zur Interferometrie verwendeten Laserstrahlung. Dabei kann erfindungsgemäss die Laserstrahlung longitudinal monomodig mit einer definierten Emissionswellenlänge und mit einer Kohärenzlänge von mindestens 10m mittels einer Laserdiode erzeugt werden.

Prinzipiell wird für interferometrische Anwendungen

Laserstrahlung mit einer verhältnismässig grossen

Kohärenzlänge benötigt bzw. bevorzugt, da die erreichbare Genauigkeit und Messreichweite des Messgeräts signifikant von dieser Kohärenzlänge abhängt. Typischerweise werden für heute bekannte Messverfahren, insbesondere hinsichtlich der Anwendung in Lasertrackern, Gaslaser, z.B. HeNe-Laser, als Strahlquellen zur Erzeugung einer derartigen Laserstrahlung mit grosser Kohärenzlänge eingesetzt. Eine solche

Laserstrahlung, welche die erforderlichen Spezifikationen erfüllt, kann erfindungsgemäss auch durch eine spezifisch ausgebildete Laserdiode erzeugt werden.

Hinsichtlich der strukturellen Ausgestaltung im Rahmen des Verfahrens kann erfindungsgemäss ein Messgerät zur

Ausführung des Verfahrens ausgebildet sein, wobei das Messgerät durch einen Lasertracker oder ein geodätisches Vermessungsgerät, wie z.B. eine Totalstation, verkörpert sein kann.

Im Rahmen der Erfindung kann demnach das Verfahren mit einem Messgerät mit Interferometereinheit ausgeführt werden, insbesondere wobei das Messgerät als Lasertracker zum fortlaufenden Verfolgen des Ziels und zum

Positionsbestimmen des Ziels ausgebildet ist. Der

Lasertracker weist dabei eine Strahlquelle zur Erzeugung von Laserstrahlung und einen Strahlteiler zur Aufteilung der Laserstrahlung in zumindest die Referenzstrahlung und die Messstrahlung und eine eine Stehachse definierende Basis auf. Ferner verfügt der Tracker über eine

Strahllenkeinheit zur Emission der Messstrahlung und zum Empfang der am Ziel reflektierten Messstrahlung, wobei die Strahllenkeinheit um die Stehachse und eine im Wesentlichen orthogonal zur Stehachse stehende Neigungsachse relativ zur Basis motorisiert schwenkbar ist, eine

Entfernungsmesseinheit zum Bestimmen einer

Entfernungsänderung zum Ziel und eine

Winkelmessfunktionalität zur Bestimmung einer Ausrichtung der Strahllenkeinheit relativ zur Basis.

Die Erfindung betrifft somit ausserdem ein Messgerät zur Bestimmung einer Entfernungsänderung zu einem

reflektierenden Ziel mittels Interferometrie mit einer Aussendeeinheit zur Emission von Messstrahlung, einer

Empfangseinheit zum Empfang von zumindest einem Teil der am Ziel reflektierten Messstrahlung und einer

Überlagerungskomponente zur Erzeugung einer Überlagerung der reflektierten Messstrahlung mit einer

Referenzstrahlung. Zudem sind vorgesehen ein photosensitiver Detektor zur fortlaufenden Erfassung der Überlagerung und eine

Auswerteeinheit zur Ableitung einer

Interferometerausgangsgrösse basierend zumindest auf der erfassten Überlagerung, wobei die

Interferometerausgangsgrösse von einer Entfernung zum Ziel abhängt, zur Erzeugung eines zeitaufgelösten

Ausgangsgrössenverlaufs aus der abgeleiteten

Interferometerausgangsgrösse und zur Ermittlung der

Entfernungsänderung basierend auf dem

Ausgangsgrössenverlauf .

Weiters ist die Auswerteeinheit ausgebildet zur dadurch erfolgenden fortlaufenden Überprüfung des

Ausgangsgrössenverlaufs , dass basierend auf dem

Ausgangsgrössenverlauf fortlaufend zumindest ein

Bewegungsparameter für eine in Richtung der Messstrahlung ausführbare Relativbewegung des Ziels abgeleitet wird, ein fortlaufendes Vergleichen des Bewegungsparameters mit einem definierten Bewegungskriterium des Ziels erfolgt, wobei das Bewegungskriterium eine als real ausführbar, praktisch plausibel und empirisch angenommene Relativbewegung des Ziels in Richtung der Messstrahlung angibt, und bei einem Nicht-Erfüllen des Bewegungskriteriums eine Information bereitgestellt wird. Erfindungsgemäss kann die Auswerteeinheit zur Ausführung eines oben beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens ausgebildet sein.

Das Messgerät kann zur Ausführung eines Pulsauslesens und zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ein FPGA (Field-Programmable Gate Array) aufweisen, welches derart programmiert ist, dass eine Auswertung der von dem Interferometerdetektor erfassten Intensitäten erfolgen kann. Mittels einer digitalen Signalverarbeitung kann ein erfasstes Signal analysiert und weiterverarbeitet werden. Dadurch kann das fortlaufend erfasste Signal in einzeln zählbare Pulse übersetzt werden, sodass diese Pulse erfasst werden können.

Ausserdem kann das FPGA zur Erkennung von fehlenden Pulsen programmiert sein, wobei ein Vergleich von

Bewegungsparametern mit Bewegungskriterien gemäss dem oben beschriebenen Verfahren erfolgt.

Insbesondere kann das FPGA derart programmiert sein, dass eine Signalverarbeitung zur Rekonstruktion eines erwarteten Signals, insbesondere des Ausgangsgrössenverlaufs , aus einem erfassten Signal ausführbar ist. Beispielsweise kann eine solche Rekonstruktion zur Identifikation eines

Signalmusters erfolgen, wenn das empfangene Signal starkes Rauschen aufweist. Hierzu können Methoden der

Signalverarbeitung, z.B. eine Fourier-Transformation oder spezifische Filtermethoden, programmiert sein. Zudem kann durch das FPGA eine Anpassung einer überprüften Messung erfolgen, sodass beispielsweise ein zusätzlicher Interferometerpuls in einen detektierten

Ausgangsgrössenverlauf modelliert wird oder ein

Interferometerpuls eliminiert wird und eine korrigierte Messwertbestimmung unter Berücksichtigung dieses

zusätzlichen Pulses erfolgt.

Im Speziellen kann das Messgerät als Lasertracker zur fortlaufenden Verfolgung des Ziels und zur

Positionsbestimmung des Ziels ausgebildet sein, mit der als Strahlquelle ausgebildeten Aussendeeinheit zur Erzeugung von Laserstrahlung und einem Strahlteiler zur Aufteilung der Laserstrahlung in zumindest die Referenzstrahlung und die Messstrahlung und einer eine Stehachse definierenden Basis. Ausserdem weist der Lasertracker eine

Strahllenkeinheit zur Emission der Messstrahlung und zum Empfang der am Ziel reflektierten Messstrahlung, wobei die Strahllenkeinheit um die Stehachse und eine im Wesentlichen orthogonal zur Stehachse stehende Neigungsachse relativ zur Basis motorisiert schwenkbar ist, eine

Interferometereinheit zum Bestimmen der Entfernungsänderung zum Ziel und eine Winkelmessfunktionalität zur Bestimmung einer Ausrichtung der Strahllenkeinheit relativ zur Basis auf .

Hinsichtlich möglicher struktureller Ausführungsformen des erfindungsgemässen Messgeräts kann das als Lasertracker ausgebildete Gerät eine um die Stehachse relativ zur Basis motorisiert schwenkbare und die Neigungsachse bzw. eine horizontale oder liegende Achse definierende Stütze und eine als Strahllenkeinheit ausgebildete, um die

Neigungsachse relativ zur Stütze motorisiert schwenkbare

Anzieleinheit aufweisen, wobei die Anzieleinheit über eine Teleskopeinheit zur Emission der Messstrahlung und zum Empfang von zumindest einem Teil der am Ziel reflektierten Messstrahlung verfügt. In einer derartigen Ausführung kann ein Ausrichten der Messachse mittels eines Ausrichtens der Anzieleinheit erfolgen und die Zielsuchkamera sowie die Übersichtskamera (OVC = Over View Camera) können an der Anzieleinheit angeordnet sein.

Die Erfindung betrifft ausserdem ein

Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Ausführung der fortlaufenden Überprüfung durch Ableiten des Bewegungsparameters, durch Vergleichen des Bewegungsparameters mit dem

Bewegungskriterium und durch Bereitstellen der Information, insbesondere zur Ausführung des Erzeugens des

Ausgangsgrössenverlauf und des Ermitteins der

Entfernungsänderung, des erfindungsgemässen Verfahrens, insbesondere wenn das Computerprogrammprodukt auf einer Auswerteeinheit eines erfindungsgemässen Messgeräts

ausgeführt wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung werden nachfolgend anhand von in den

Zeichnungen schematisch dargestellten konkreten

Ausführungsbeispielen rein beispielhaft näher beschrieben, wobei auch auf weitere Vorteile der Erfindung eingegangen wird. Im Einzelnen zeigen: Fig.l zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemässen

Lasertrackers und ein Messhilfsinstrument;

Fig .2a-b das Funktionsprinzip für ein erfindungsgemässes

Verfahren;

Fig.3 eine Ausführungsform eines optischen Aufbaus für ein erfindungsgemässes Messgerät mit

Funktionalität zur Überprüfung von Messungen von Entfernungsänderungen mit einem

Interferometer;

Fig.4 einen prinzipiellen Aufbau einer

Interferometeranordnung für ein Messgerät mit erfindungsgemässer Überprüfungsfunktionalität ; und Fig.5 eine weitere Ausführungsform eines

Lasertrackers mit erfindungsgemässer

Überprüfungsfunktionalität .

Figur 1 zeigt zwei Ausführungsformen für erfindungsgemässe Lasertracker 10,11 und ein Messhilfsinstrument 80, z.B. ein taktiles Messgerät. Der erste Lasertracker 10 weist eine Basis 40 und eine Stütze 30 auf, wobei die Stütze 30 um eine durch die Basis 40 definierte Schwenkachse 41 relativ zur Basis 40 schwenkbar bzw. rotierbar angeordnet ist.

Zudem ist eine Anzieleinheit 20 derart an der Stütze 30 angeordnet, dass die Anzieleinheit 20 relativ zur Stütze 30 um eine Neigungsachse (Transitachse) schwenkbar ist. Durch eine so um zwei Achsen bereitgestellte

Ausrichtungsmöglichkeit der Anzieleinheit 20 kann ein von dieser Einheit 20 emittierter Laserstrahl 21 exakt

ausgerichtet und damit Ziele angezielt werden. Dieses

Ausrichten kann mittels einer Motorisierung automatisch erfolgen. Die Schwenkachse 41 und die Neigungsachse sind hierbei im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet, d.h. geringe Abweichungen von einer exakten

Achsenorthogonalität können vorbestimmt und im System, beispielsweise zur Kompensation von dadurch entstehenden Messfehlern, hinterlegt sein.

In der gezeigten Anordnung ist der Messlaserstrahl 21 auf einen Reflektor 81 (Retroreflektor) am

Messhilfsinstrument 80 gerichtet und wird an diesem zurück zum Lasertracker 10 retro-reflektiert . Mittels dieses

Messlaserstrahls 21 kann eine Entfernung zum Reflektor 81, insbesondere mittels LaufZeitmessung, mittels des

Phasenmessprinzips oder mittels des Fizeau-Prinzips, bestimmt werden. Der Lasertracker 10 verfügt hierzu über eine Entfernungsmesseinheit (mit Interferometer und Absolutdistanzmesser) zur Bestimmung dieser Entfernung zwischen dem Tracker 10 und dem Reflektor 81 und über

Winkelmesser, die eine Stellung der Anzieleinheit 20, mittels derer der Laserstrahl 21 definiert ausgerichtet und geführt werden kann, und somit eine Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 21 bestimmbar machen.

Ausserdem weist der Lasertracker 10, insbesondere die

Anzieleinheit 20, eine Bilderfassungseinheit zum Zweck einer Positionsbestimmung einer Sensorbelichtung auf einem Sensor bzw. in einem erfassten Bild einen CMOS auf oder ist insbesondere als CCD- oder Pixelsensorarray-Kamera

ausgebildet. Derartige Sensoren erlauben eine

positionssensitive Detektion von erfasster Belichtung auf dem Detektor. Weiters weist das Messhilfsinstrument 80 einen taktilen Sensor auf, dessen Kontaktpunkt 83 mit einem zu vermessenden Zielobjekt in Kontakt gebracht werden kann. Während dieser Kontakt zwischen dem Tastwerkzeug 80 und dem Zielobjekt besteht können eine Position des

Kontaktpunktes 83 im Raum und damit die Koordinaten eines Punkts am Zielobjekt exakt bestimmt werden. Dieses

Bestimmen erfolgt vermittels einer definierten relativen Positionierung des Kontaktpunkts 83 zum Reflektor 81 und zu am Messhilfsinstrument 80 angeordneten

Orientierungsmarkierungen 82, die beispielsweise als

Leuchtdioden ausgebildet sein können. Alternativ können die Orientierungsmarkierungen 82 auch derart ausgebildet sein, dass diese bei einem Beleuchten, z.B. mit Strahlung einer definierten Wellenlänge, die auftreffende Strahlung

reflektieren (z.B. als Retroreflektoren ausgebildete

Orientierungsmarkierungen 82), insbesondere eine bestimmte Leuchtcharakteristik zeigen, oder dass diese ein

definiertes Muster oder Farbkodierung aufweisen. Aus der Lage bzw. Verteilung der Orientierungsmarkierungen 82 in einem mit dem Sensor der Bilderfassungseinheit erfassten Bild kann somit eine Orientierung des Tastwerkzeugs 80 bestimmt werden. Der zweite Lasertracker 11 weist eine von der

Bilderfassungseinheit 15 separierte

Strahlführungseinheit 16 zur Emission eines zweiten

Laserstrahls 17 auf, welcher ebenfalls auf den Reflektor 81 ausgerichtet ist. Sowohl der Laserstrahl 17 als auch die Bilderfassungseinheit 15 sind jeweils um zwei Achsen motorisiert schwenkbar und können dadurch derart

ausgerichtet werden, dass mittels der

Bilderfassungseinheit 15 das mit dem Laserstrahl 17

angezielte Ziel 81 und die Orientierungsmarkierungen 82 des Messhilfsinstruments 80 erfasst werden können. Somit können auch hier eine präzise Entfernung zum Reflektor 81 und eine Orientierung des Instruments 80 anhand der räumlichen Lage der Orientierungsmarkierungen 82 bestimmt werden.

Zur jeweiligen Ausrichtung der Laserstrahlen 17,21 auf den Reflektor 81 sind an den Lasertrackern 10,11 jeweils

Beleuchtungsmittel zur Beleuchtung des Reflektors 81 mit Strahlung einer bestimmten Wellenlänge, insbesondere im infraroten Wellenlängenbereich, vorgesehen und zusätzliche zumindest eine Zielsuchkamera mit einem positionssensitiven Detektor, eine so genannte ATR-Kamera (automatic target recognition) , an jedem Tracker 10,11 angeordnet. Die an dem Reflektor 81 reflektierte und zum Lasertracker 10,11 rückgestrahlte Beleuchtungsstrahlung kann jeweils mittels der Kamera detektiert und mit den positionssensitiven

Detektoren kann eine Position des Reflektors 81 auf dem jeweiligen Detektor abgebildet werden. Somit kann sowohl mit dem ersten Lasertracker 10 als auch mit dem zweiten Lasertracker 11 eine abgebildete Position des Reflektors bestimmt und in Abhängigkeit dieser detektierten

Suchbildpositionen das Ziel (Reflektor 81) im Bild

aufgefunden und die Anzieleinheit 20 bzw. die

Strahlführungseinheit 16 derart ausgerichtet werden, dass das Ziel mit dem Messstrahl 17,21 automatisch angezielt wird bzw. der Laserstrahl 17,21 dem Ziel 81 automatisch (iterativ) angenähert wird. Für eine robuste Detektion der Reflexe können insbesondere Filter in der Zielsuchkamera verbaut sein (z.B. wellenlängenabhängige Filter), welche z.B. nur das von den Beleuchtungsmitteln emittierte Licht transmittieren, und/oder Schwellwerte für einen Vergleich der erfassten Signale mit Signalsollwerten im Lasertracker hinterlegt sein. Die Lasertracker 10,11 können alternativ jeweils zumindest zwei Kameras mit jeweils einem positionssensitiven Detektor aufweisen, wobei für jeden Tracker 10,11 aus den jeweils zwei erfassten Suchbildpositionen für den Reflektor 81 jeweils beispielsweise eine Grobposition des Reflektors 81 bestimmt werden kann, z.B. nach allgemein bekannten

Prinzipien der Photogrammetrie . Ein solches System zum Auffinden von Zielen ist beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung Nr. 11192216.7 beschrieben.

Zudem weisen die erfindungsgemässen Lasertracker 10,11 jeweils eine Übersichtskamera auf, deren Sichtfeld - im Vergleich zu den Sichtfeldern der Zielsuchkameras mit positionssensitiven Detektoren - grösser ist und somit einen grösserer Bereich erfassbar macht. Mit diesen

Übersichtskameras können Bilder von Objekten und Zielen im visuellen Lichtspektrum erfasst werden, wobei diese Bilder mittels einer Anzeigeeinheit an den Lasertrackern und/oder auf einem Display, welches an einer jeweiligen Steuerungseinheit zur Steuerung des jeweiligen Lasertrackers 10,11 angeordnet ist, ausgegeben werden können. Im Speziellen können mit der Übersichtskamera

Farbbilder erfasst werden. Die Beleuchtungsmittel, die Zielsuchkameras und/oder die Übersichtskamera können in diesem Zusammenhang z.B. an der Bilderfassungseinheit 15, der Strahlführungseinheit 16, der Anzieleinheit 20, der Stütze 30 und/oder der Basis 40 in jeweils definierten Positionen angeordnet sein. Die Entfernungsmesseinheit des jeweiligen

Lasertrackers 10,11 stellt eine Entfernungsinformation zum Ziel 81 auf Basis einer Bestimmung einer relativen oder absoluten Distanz zwischen dem jeweiligen Tracker 10,11 und dem Ziel 81 und einer Bestimmung einer Änderung dieser Distanz bereit. Wird dabei die absolute Distanz

insbesondere mittels LaufZeitmessung, mittels des

Phasenmessprinzips oder mittels des Fizeau-Prinzips bestimmt, so wird zur Bestimmung der Distanzänderung eine Messung mit einem der jeweiligen Entfernungsmesseinheit zugeordneten Interferometer durchgeführt. Hierzu ist an jedem der Lasertracker 10,11 eine Strahlquelle zur

Erzeugung einer Laserstrahlung vorgesehen, wobei die erzeugte Strahlung zumindest in eine Referenzstrahlung und eine Messstrahlung 17,21 aufgeteilt wird. Die

Referenzstrahlung wird entlang eines bekannten

Referenzpfades (Länge des Pfades ist bekannt) zu einem Interferometerdetektor geführt. In einer alternativen

Ausführungsform kann die Länge des Referenzpfades zumindest konstant sein, wobei die Länge des Pfades nicht bekannt sein muss. In Abhängigkeit der Anordnung und Ausgestaltung der optischen Komponenten (z.B. Detektor) kann die Länge des Referenzpfades insbesondere „Null" sein. Die Messstrahlung 17,21 hingegen wird derart aus dem

Tracker 10,11 ausgesendet, dass diese auf das Ziel 81 trifft und an diesem rückreflektiert wird. Der reflektierte Strahl bzw. Teile des reflektierten Strahls werden dann wiederum seitens des Trackers 10,11 erfasst und entlang eines Messpfades ebenfalls zum Interferometerdetektor geführt, wo die Referenzstrahlung mit der empfangenen

Messstrahlung 17,21 überlagert wird. Durch diese

Überlagerung entsteht eine Interferenz aus den beiden

Strahlungen, welche am Detektor erfasst und aufgelöst werden kann.

Im Rahmen dieser Interferenz werden Maxima (konstruktive Interferenz) und Minima (destruktive Interferenz) an

Strahlungsintensität erzeugt. Die Intensität ist dabei abhängig von einem Strahlengangunterschied zwischen den beiden auf dem Detektor auftreffenden Strahlen. Da der Referenzpfad und damit die Distanz, die von der

Referenzstrahlung zum Detektor zurückgelegt wird, konstant gehalten werden kann, ist der Gangunterschied im

Wesentlichen von der Entfernung zwischen dem jeweiligen

Lasertracker 10,11 und dem Ziel 81 abhängig. Wird demnach die Entfernung zwischen dem Tracker 10,11 und dem Ziel 81 verändert, so verändert sich auch der Gangunterschied und damit während der Entfernungsveränderung auch die

Intensität eines detektierten Interferenzzustands als Interferometerausgangsgrösse (Interferenzmusters) .

Während einer solchen Relativbewegung (wobei die Entfernung verändert wird) zwischen zumindest einem der

Lasertracker 10,11 und dem Ziel 81 können am

Interferometerdetektor abwechselnd hohe und niedrige

Intensitäten festgestellt werden. Unter Berücksichtigung der Wellenlänge der Messstrahlung 17,21 (und der Referenzstrahlung) kann aus einer fortlaufenden Detektion des Interferenzzustands als Interferometerausgangsgrösse eine relative Distanz, d.h. eine Änderung der Distanz, zum Ziel 81 berechnet werden. Dabei werden insbesondere fortlaufend die detektierten Intensitätsmaxima und/oder Intensitätsminima (als Interferometerpulse) gezählt.

Erfindungsgemäss verfügt sowohl der Lasertracker 10 als auch der Lasertracker 11 über eine

Überprüfungsfunktionalität, wobei bei deren Ausführung der vom Detektor erfasste Interferenzverlauf als

Ausgangsgrössenverlauf bzw. Intensitätsmuster fortlaufend ausgelesen und weiterverarbeitet wird. Dabei wird aus dem erfassten und als Ausgangsgrössenverlauf ausgelesenen Interferenzverlauf ein Bewegungsparameter für eine radial entlang der Messstrahlung erfolgende Relativbewegung zwischen dem Lasertracker und dem Ziel abgeleitet. Dieser Parameter kann somit eine rechnerisch aus dem

Interferometersignal bestimmte Relativbewegung zwischen Ziel 81 und Tracker 10,11, d.h. eine Entfernungsänderung zwischen Ziel 81 und Tracker 10,11, repräsentieren.

Beispielsweise kann der Bewegungsparameter eine aus dem Signal bestimmte aktuelle Beschleunigung oder

Geschwindigkeit des Ziels 81 bzw. des jeweiligen

Trackers 10,11 angeben. Im Rahmen der Überprüfungsfunktionalität folgt auf das Bestimmen des jeweiligen Bewegungsparameters ein

Vergleichen des Parameters mit einem Bewegungskriterium. Das Bewegungskriterium gibt in diesem Zusammenhang eine real ausführbare Relativbewegung zwischen dem Lasertracker und dem Ziel an, d.h. durch das jeweilige

Bewegungskriterium sind Relativbewegungen zwischen

Tracker 10,11 und Ziel 81 beschrieben, die tatsächlich auftreten können. Beispielsweise kann das Kriterium

Beschleunigungswerte für das Ziel 81 oder den Tracker 10,11 bereitstellen, welche bei einer z.B. durch einen Benutzer oder eine spezifizierte Maschine ausführbaren Bewegung (des Ziels oder Trackers) real auftreten können.

Wird beispielsweise als Bewegungsparameter eine aktuelle Beschleunigung, d.h. ein aktuell vorliegender Wert für die Beschleunigung des Ziels 81 oder des Trackers 10,11, in Abhängigkeit von dem Interferenzverlauf als

Ausgangsgrössenverlauf bestimmt, kann dieser Wert mit einem entsprechenden Bewegungskriterium, welches beispielsweise eine Obergrenze für zulässige Beschleunigungen aufweist, verglichen werden.

In Abhängigkeit des Vergleichs des Bewegungsparameters mit dem Bewegungskriterium wird in Folge eine Information ausgegeben, welche Auskunft über z.B. die Plausibilität oder mögliche Ausführung der mittels des

Interferometersignals abgeleiteten radialen Relativbewegung gibt. Wird z.B. die Obergrenze für die Beschleunigung durch den bestimmten Bewegungsparameter überschritten, so gilt der Messwert als nicht annehmbar. Die Information kann z.B. mittels eines Displays am Tracker, auf einem

Computermonitor oder durch einen mobilen Datenlogger graphisch oder akustisch bereitgestellt werden. Wird ein Bewegungsparameter durch den Vergleich mit einem entsprechenden Bewegungskriterium als nicht plausibel klassifiziert, so ist dies ein klarer Hinweise darauf, dass während der Messung mit dem Interferometer ein Fehler aufgetreten ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn ein oder mehrere Interferenzmaxima nicht oder fehlerhaft erfasst werden oder das Auslesen der erfassten Maxima fehlerbehaftet ist. Somit gibt die Information

Auskunft über die Richtigkeit der durchgeführten Messung bzw. kann in Abhängigkeit des Vergleichs des

Bewegungsparameters mit dem Bewegungskriterium eine

mögliche Abweichung des berechneten Messwertes von einem möglichen Bewegungswert oder von einem auf Basis des

Ausgangsgrössenverlaufs geschätzten bzw. antizipierten Bewegungswert angeben.

Insbesondere wird die Überprüfungsfunktionalität

automatisch während eines mittels des Interferometers durchgeführten Messvorgangs ausgeführt.

Zudem kann im Rahmen des Überprüfens eine aktive Korrektur der Messwerte vorgenommen werden. So kann beispielsweise eine Messung, bei welcher eine Entfernungsänderung bei fehlenden Interferenzpulsen bestimmt wurde so korrigiert werden, dass die fehlenden Pulse modelliert und für eine erneute Bestimmung berücksichtigt werden. Andererseits kann in diesem Zusammenhang eine Elimination von fehlerhaft zusätzlich erfassten Pulsen erfolgen. Die Figuren 2a und 2b zeigen das Funktionsprinzip eines erfindungsgemässen Verfahrens (Überprüfungsverfahren) anhand jeweils eines von einem Detektor eines

Interferometers erfassten und ausgelesenen

Intensitätskurve 53,53a und jeweils einer daraus

fortlaufend abgeleiteten Plausibilitätsprüfung 52,52a.

Figur 2a zeigt eine mittels eines Detektors fortlaufend erfasste Intensität von auf den Detektor auftreffender Strahlung, wobei die Intensität zeitlich aufgelöst erfasst und mit einer einen Ausgangsgrössenverlaufdarstellenden Intensitätskurve 53 dargestellt ist, d.h. jeweilige gemessene Intensitäten sind jeweiligen Messzeitpunkten zugeordnet, wobei die Intensitäten über eine Zeitachse 54 aufgetragen dargestellt sind. Aus der Anzahl der in dem gezeigten Zeitintervall 55 erfassten Intensitätsmaxima kann bei Kenntnis der Wellenlänge der Messstrahlung eine während des Zeitintervalls 55 erfolgte Entfernungsänderung

abgeleitet werden, insbesondere in radialer Richtung zur Messstrahlung. Ein hier als Ausgangsgrössenverlauf

dargestellter Interferenzverlauf repräsentiert eine im Wesentlichen gleichförmige, lineare radiale Relativbewegung zwischen einem Ziel und dem Detektor des Interferometers , insbesondere eine gleichförmige Bewegung des Ziels relativ zu einem mit dem Interferometer ausgerüsteten Lasertracker. Aus der gezeigten Abfolge von grossen und niedrigen

Intensitäten und deren zeitlich homogener Abfolge (gleich bleibende Frequenz der Kurve 53) kann auf eine

gleichmässige Abnahme bzw. Zunahme der Distanz zwischen dem Tracker und dem mit der Messstrahlung angezielten Ziel geschlossen werden. Zur Überprüfung der Richtigkeit bzw. möglicher Fehler der Messung der Entfernungsänderung wird aus der

Intensitätskurve 53 eine über das Zeitintervall 55

zeitaufgelöste Überprüfungskurve 56 abgeleitet. Die

Überprüfungskurve 56 repräsentiert hierbei den zeitlichen Verlauf der aus dem Interferenzverlauf

(Ausgangsgrössenverlauf) abgeleiteten Bewegungsparameter für die Relativbewegung, d.h. die Überprüfungskurve 56 entspricht den über die Zeit aufgetragenen

Bewegungsparametern. Das Ableiten von der

Intensitätskurve 53 zeitlich zugeordneten

Bewegungsparametern erfolgt hierfür fortlaufend. Die

Überprüfungskurve 56 ist im gezeigten Beispiel eine Kurve mit einer Steigung von „Null", d.h. die Kurve 56 zeigt z.B. an, dass die detektierte Relativbewegung während des

Zeitintervalls 55 mit einer konstanten Geschwindigkeit bzw. unbeschleunigt erfolgt. Ferner kann aus der Frequenz der Intensitätskurve 53 die Relativgeschwindigkeit für die Bewegung bestimmt werden.

Zur Überprüfung ob es sich bei den bestimmten

Bewegungsparametern, aus welchen die Überprüfungskurve 56 abgeleitet ist, jeweils um plausibel, möglich und praktisch annehmbare Werte handelt, d.h. als für eine reale

Relativbewegung in Frage kommende Werte, ist zudem ein heranziehbares Bewegungskriterium - hier eine

Obergrenze 57a und eine Untergrenze 57b - für den

aufgetragenen Bewegungsparameter definiert. Aus einem

Vergleich des Verlaufs der Kurve 56 bzw. der

Bewegungsparameter mit den jeweiligen definierten

Grenzen 57a, 57b kann die detektierte Bewegung auf ihre Vertrauenswürdigkeit überprüft werden. Da die Kurve 56 durchweg innerhalb der Grenzen 57a, 57b verläuft, wird die durch den Intensitätsverlauf 53 repräsentierte Messung der Entfernungsänderung als richtig bewertet. Die daraus rechnerisch bestimmbare Relativbewegung entspricht damit einer real möglichen Relativbewegung.

Auch Figur 2b zeigt eine mittels des

Interferometerdetektors fortlaufend erfasste Intensität von auf den Detektor auftreffender Strahlung, wobei die

Intensität zeitlich aufgelöst erfasst und in einer

Intensitätskurve 53a dargestellt ist.

Im Unterschied zu Figur 2a zeigt die Intensitätskurve 53a keine gleich bleibende Frequenz hinsichtlich der Abfolge von Intensitätsmaxima und -minima. Bei der Detektion von nur den ersten beiden zueinander verhältnismässig homogenen Intensitätspeaks kann eine gleich bleibende radiale

Relativbewegung abgeleitet werden. Jedoch folgt im

Anschluss an diese beiden ersten Peaks ein Bereich 59 in welchem ein weiterer Peak zu vermuten wäre bzw. bei einer weiter gleichförmigen Relativbewegung detektiert werden müsste. Würde nun eine Messung von Entfernungsänderungen allein auf Basis der zählbaren Interferometerpulse

( Intensitätsmaxima) erfolgen, so würde die daraus bestimmte Entfernungsänderung fehlerbehaftet sein.

Durch Ausführung der Überprüfungsfunktionalität wird im Rahmen der Plausibilitätsprüfung 52a jedoch auch zur

Intensitätskurve 53a eine Überprüfungskurve 56a abgeleitet. Der Interferenzverlauf als Ausgangsgrössenverlauf wird in diesem Zusammenhang hinsichtlich eines relativen

Bewegungsmusters analysiert, wodurch sich im Verlauf der Überprüfungskurve 56a zwei Peaks 58a und 58b ergeben. Da die Überprüfungskurve 56a wiederum einen aus der

Intensitätskurve 53a fortlaufend abgeleiteten

Bewegungsparameter repräsentiert, zeigen die Peaks 58a, 58b jeweils eine abrupte und starke Veränderung des

Parameterwertes an.

Da im gezeigten Beispiel eine Relativbeschleunigung als Bewegungsparameter herangezogen wird, wird durch den

Peak 58a ein verhältnismässig grosse, positive

Beschleunigung und durch den Peak 58b eine ebenfalls verhältnismässig grosse, jedoch negative Beschleunigung (Abbremsen) angezeigt. Die Spitzen der Peaks 58a, 58b überschreiten dabei deutlich die für den

Beschleunigungsparameter definierten Grenzen 57a, 57b. Im Rahmen eines Vergleichs des fortlaufend abgeleiteten

Bewegungsparameters (Beschleunigungswert) mit dem durch die Grenzen 57a, 57b repräsentierten Bewegungskriterium wird die Plausibilität der aus der Intensitätskurve 53a ableitbaren möglichen Bewegung des Ziels und/oder des Trackers somit abgelehnt. Ein derartig starkes Beschleunigen und

anschliessend starkes Abbremsen des Ziel und/oder des

Trackers ist, insbesondere innerhalb des Zeitintervalls 55, hinsichtlich einer wirklichen z.B. mit dem Ziel

ausführbaren Bewegung nicht möglich. Eine solche Bewegung würde dem physikalischen Grundsatz der Massenträgheit widersprechen.

Mit dem Vergleich des Bewegungsparameters mit dem

Bewegungskriterium kann weiters eine Anzahl an Pulsen

(Peaks) festgestellt werden, welche während des

fortlaufenden Erfassens der Interferometerausgangsgrösse nicht erkannt bzw. gezählt wurden. Dieses Feststellen kann insbesondere mittels einer Analyse der abgeleiteten

Überprüfungskurve 56a erfolgen. Auf dieser Basis kann die entsprechende Anzahl fehlender Pulse in die

Intensitätskurve 53a eingefügt werden und eine erneute Bestimmung der Entfernungsänderung in Abhängigkeit dieser so modifizierten Kurve durchgeführt werden. Als Ergebnis wird dann ein korrigierter Wert für die Entfernungsänderung bestimmt und bereitgestellt. Insbesondere kann die

Bereitstellung dieses angepassten Wertes zusammen mit einer die Anpassung kennzeichnenden Information erfolgen. Im

Speziellen kann eine zusammenhängende Pulssequenz in die Intensitätskurve 53a eingefügt werden, wobei die

einzufügende Sequenz mittels einer Auswertung mit einem Kaiman-Filter bestimmt werden kann. Insbesondere erfolgt eine Anpassung der

Intensitätskurve 53a derart, dass ein aus dem Verlauf 53a ableitbarer Bewegungsparameter bzw. eine daraus ableitbare Überprüfungskurve 56a das Bewegungskriterium erfüllt bzw. die neue Überprüfungskurve innerhalb der bestehenden

Grenzen 57a, 57b verläuft.

Im gezeigten Beispiel gemäss Figur 2b kann im Rahmen der Anpassung ein einzelner zusätzlicher Peak im Bereich 59 eingefügt werden (vgl. Intensitätskurve 53 gemäss Figur 2a) und eine Bestimmung einer Distanzänderung dann unter

Berücksichtigung des zusätzlichen Peaks erfolgen, sodass die ermittelte Distanzänderung einem korrekten Messwert entspricht.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform eines optischen

Aufbaus 60 für ein erfindungsgemässes Messgerät,

insbesondere Lasertracker, mit einer erfindungsgemässen Funktionalität zur Überprüfung von Messungen von

Entfernungsänderungen, welche mit einem Interferometer 61 ausgeführt werden. Ausserdem weist der Aufbau 60 eine

Strahlquelle 62, z.B. eine HeNe-Laserstrahlquelle oder eine Laserdiode, und einen Absolutdistanzmesser 63 (ADM) mit einer weiteren Strahlquelle 64, z.B. einer Laserdiode oder einer SLED (Superluminescent LED), auf.

Der von der Strahlquelle 64 des Absolutdistanzmessers 63 ausgehende Lichtstrahl wird auf einen polarisierenden

Strahlteiler 66 und von dort durch einen elektrooptischen Modulator 67 zu einem wellenlängenabhängigen

Strahlteiler 68 geführt. Ein derartiger Strahlteiler 68 mit wellenlängenabhängiger Strahlteilung wird insbesondere bei unterschiedlichen Emissionswellenlängen der beiden

Lichtquellen 62,64 eingesetzt. Das rückkehrende Licht wird im Absolutdistanzmesser 63 durch den polarisierenden

Strahlteiler 66 auf einen ADM-Detektor 69 geführt.

Insbesondere sind in diesem Zusammenhang auch andere ADM- Anordnungen und Verfahren verwendbar, bei denen sich der Messlichtstrahl durch beispielsweise den

wellenlängenabhängigen Strahlteiler 68 ein- und auskoppeln lässt. Ein Beispiel für einen solchen Distanzmesser ist in der WO 03/062744 AI geoffenbart. Grundsätzlich sind hier wie in den anderen Ausführungsformen der Erfindung auch andere Typen von ADM, wie z.B. Phasenmesser, einsetzbar.

Das Interferometer 61 verwendet erfindungsgemäss Licht, welches von der Strahlquelle 62 erzeugt wird. In der gezeigten Ausführungsform ist diese Quelle 62 direkt dem Aufbau 60 zugeordnet, wobei diese eine longitudinal

monomodige Laserstrahlung mit grosser Kohärenzlänge (single frequency) erzeugt . In einer alternativen Ausführung kann die Strahlquelle 62 einer anderen Komponente des Messgeräts zugeordnet sein, wobei die Strahlung mittels eines

Lichtleiters in das Interferometer 61 eingekoppelt wird. Die erzeugte Laserstrahlung wird durch einen

Strahlteiler 71 in eine Referenzstrahlung 72 auf einem Referenzlichtpfad und in eine Messstrahlung 73 auf einem Messlichtpfad aufgeteilt. Der Messlichtpfad führt durch einen akustooptischen Modulator 74 und trifft zusammen mit dem Referenzlichtpfad auf einen polarisierenden

Strahlteiler 75. Der polarisierende Strahlteiler 75 leitet die Messstrahlung weiter zum wellenlängenabhängigen

Strahlteiler 68, und lenkt das rückkehrende Messlicht zusammen mit dem Referenzlicht über ein

Polarisationsfilter 76 zu einem Interferometerdetektor 77. Die Wirkungsweise eines solchen Interferometers 61 ist grundsätzlich bekannt und basiert auf dem

Welleninterferenzprinzip . Es sind insbesondere auch andere Interferometeranordnungen und Verfahren verwendbar, bei denen sich die Messstrahlung durch beispielsweise den wellenlängenabhängigen Strahlteiler 68 ein- und auskoppeln lässt. Ein Beispiel für ein solches Interferometer ist in der WO 03/062744 AI beschrieben. Grundsätzlich sind in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch andere Typen von Interferometern (z.B. Michelson mit Quadraturdetektion) einsetzbar .

Am Interferometerdetektor 77 wird eine Überlagerung der Referenzstrahlung 72 mit der an einem beweglichen Ziel 90 reflektierten und auf den Interferometerdetektor 77

geführten Messstrahlung 73 detektiert. Dabei kann die

Intensität der bei der Überlagerung der beiden

Strahlungen 72,73 entstehenden Interferenz fortlaufend (als Interferometerausgangsgrösse) erfasst werden. Das Ableiten der Interferometerausgangsgrösse basiert hierbei zumindest auf der erfassten Überlagerung, wobei die

Interferometerausgangsgrösse von einer Entfernung zum Ziel abhängt .

Befindet sich das Ziel 90 in einer konstanten Entfernung zum optischen Aufbau 60 bzw. zum Interferometerdetektor 77, so ist der während der beibehaltenen festen Entfernung zum Ziel 90 gemessene Intensitätswert konstant. Mit einer bezüglich einer durch die Messstrahlung 73 definierten optischen Achse relative Bewegung des Ziels 90 zum

optischen Aufbau 60 (bzw. mit einer Bewegung des

Aufbaus 60) verändert sich die Entfernung zwischen den beiden Komponenten 90,60, damit ein Gangunterschied

zwischen der Referenzstrahlung 72 und der Messstrahlung 73 und dadurch die am Interferometerdetektor 77 messbare

Intensität in Abhängigkeit der Entfernungsänderung. Mittels des Interferometerdetektor 77 können diese

Intensitätsvariationen, insbesondere zeitaufgelöst,

gemessen und erfasst (als Ausgangsgrössenverlauf) und für die Überprüfung der Richtigkeit einer solchen

Entfernungsänderungsmessung ausgelesen und

weiterverarbeitet werden. Das Erzeugen des zeitaufgelösten Ausgangsgrössenverlaufs erfolgt aus der abgeleiteten

Interferometerausgangsgrösse, wobei ein Ermitteln der

Entfernungsänderung basierend auf dem

Ausgangsgrössenverlauf erfolgt.

Zur Überprüfung der Richtigkeit einer solchen Messung wird - gemäss der in Zusammenhang mit den Figuren l-2b

beschriebenen Vorgehensweise - ein Bewegungsparameter aus den mit dem Interferometerdetektor 77 erfassten

Intensitäten fortlaufend abgeleitet und dieser Parameter fortlaufend mit einem Bewegungskriterium verglichen. In Abhängigkeit des Vergleichs wird dann eine Information hinsichtlich der Verlässlichkeit der durchgeführten Messung ausgegeben .

Der optische Aufbau 60 weist weiter eine λ/4-Platte 78 und eine Komponente 79 auf, welche Licht, das entlang einer vom Absolutdistanzmesser 63 und dem Interferometer 61

gemeinsamen genutzten optischen Achse von aussen in den

Aufbau 60 einfallt, auftrennen und einen ersten Teil dieses Lichtes zu einer Übersichtskamera (nicht dargestellt) und einen zweiten zu einem Positionswandler (nicht dargestellt) ausgekoppelt. Die Übersichtskamera kann eine eigene Optik und zusätzlich einen Bildwandler aufweisen. Die

Übersichtskamera weist dabei typischerweise einen

Öffnungswinkel von rund 10° und eine Brennweite von

beispielsweise 30 - 50mm auf und dient zur

Groblokalisierung von Messzielen. Zur Erfassung von reflektierenden Zielen kann der Aufbau 60 zudem vorzugsweise eine Reflektorbeleuchtung mit einer bestimmten Beleuchtungswellenlänge aufweisen, welche einen Winkelbereich beleuchtet, der vorzugsweise mindestens so gross ist, wie der Öffnungswinkel der Übersichtskamera.

Eine Auswertungselektronik und/oder Auswertungssoftware der Übersichtskamera detektiert dann beispielsweise einen oder mehrere helle Lichtpunkte im Sichtbereich der

Übersichtskamera, welche jeweils einem reflektierenden Ziel entsprechen. Daraus kann deren Position im Bild der

Übersichtskamera und daraus wiederum eine Änderung der Ausrichtung des Ziels, z.B. eines Messhilfsinstruments (z.B. Taster oder Scanner), ermittelt werden, womit das Messgerät bzw. der optische Aufbau 60 und die Lichtstrahlen des oder der Distanzmesser 61,63 auf das Ziel ausrichtbar sind. Damit sind somit eine automatische Zielerfassung und ein "Lock-on", d.h. eine fortlaufende Verfolgung des Ziels, der Distanzmesser 61,63 auf ein Ziel realisierbar.

Der Lichtanteil für den Positionswandler ist typischerweise ein Strahlenbündel von zurückkehrendem Licht, welches von einem der Distanzmesser 61,63, vorzugsweise von der

Interferometeranordnung 61, ausgesendet wurde. Der

Positionswandler kann eine eigene Optik und beispielsweise einen positionssensitiven Detektor (Tracking-Flächensensor, insbesondere PSD oder CCD) aufweisen, wobei am Ziel

reflektierte Messlaserstrahlung auf diesem detektiert werden kann.

Als PSD ist in diesem Zusammenhang ein örtlich analog arbeitender Flächensensor zu verstehen, mit welchem ein Schwerpunkt einer Lichtverteilung auf der Sensorfläche bestimmt werden kann. Das Ausgangssignal des Sensors wird dabei vermittels einer oder mehrerer photosensitiver

Flächen erzeugt und hängt von der jeweiligen Position des Licht-Schwerpunkts ab. Mittels einer nachgeschalteten oder integrierten Elektronik kann das Ausgangssignal ausgewertet werden und der Schwerpunkt ermittelt werden. Die Ermittlung der Position des Schwerpunkts des auftreffenden Lichtpunkts kann dabei sehr schnell (Nanosekundenbereich) und mit einer Sub-Nanometer-Auflösung erfolgen .

Mittels dieser PSD kann eine Ablage des Auftreffpunkts des erfassten Strahls von einem Servokontroll-Nullpunkt

bestimmt und auf Basis der Ablage ein Nachführen des

Laserstahls auf das Ziel erfolgen. Zu diesem Zweck und zum Erreichen einer hohen Genauigkeit ist das Sichtfeld dieser PSD vergleichsweise klein, d.h. korrespondierend zum

Strahldurchmesser des Messlaserstrahls, gewählt. Eine

Erfassung mit der PSD erfolgt koaxial zur Messachse, sodass die Erfassungsrichtung der PSD der Messrichtung entspricht. Die Anwendung des PSD-basierten Trackings und der

Feinanzielung kann erst erfolgen, nachdem der Messlaser auf ein retro-reflektierende Ziel ausgerichtet worden ist

(zumindest grob, d.h. derart, dass das Ziel innerhalb des Messlaser-Kegels liegt) .

Figur 4 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer

Interferometeranordnung 61a mit einem Ziel 91 für ein

Messgerät, insbesondere für einen Lasertracker, wobei eine erfindungsgemässe Überprüfungsfunktionalität zur

Überprüfung von Messergebnissen vorgesehen ist. Mittels der Strahlquelle 62, welche beispielsweise als Laserdiode oder Gaslaserquelle mit jeweils grosser Kohärenzlänge

ausgebildet ist, wird eine ( longitudinal ) einmodige

Messstrahlung mit einer Kohärenzlänge von mindestens 10m, vorzugsweise mindestens 50m, erzeugt, welche mit

Strahlteilern zum einen auf einem Referenzpfad als

Referenzstrahlung 72 und zum anderen auf einem Messpfad als Messstrahlung 73 geführt wird. Die Messstrahlung 73 wird auf das retro-reflektierende Ziel 91 gerichtet und dort zum Interferometeraufbau 61a zurück reflektiert. Das Ziel 91 stellt dabei ein bewegliches Ziel 91 dar, wobei eine

Entfernungsänderung zum Interferometer mittels des

Interferometerdetektors 77 feststellbar und messbar ist. Auf dem Interferometerdetektor 77 werden hierzu die

Referenzstrahlung 72 und die reflektierte Messstrahlung 73a überlagert, wodurch diese Strahlen interferieren und zeitlich aufgelöst einen Interferenzverlauf als

Ausgangsgrössenverlauf erzeugen, welcher vermittels des Interferometerdetektors 77 auslesbar ist. Eine solche

Ausführungsform kann als (klassisches) homodynes

Interferometer betrachtet werden. In einer speziellen

Ausführungsform kann die Bestimmung der Entfernungsänderung hierzu mittels Quadraturdetektion erfolgen, wobei dann zusätzlich zur Entfernungsänderung eindeutig eine Richtung für die Entfernungsänderung bestimmt werden kann.

Bei Stattfinden einer Bewegung des Ziels 91 relativ zur Interferometeranordnung 61a derart, dass zumindest eine

Distanz zwischen dem Ziel 91 und dem Aufbau 61a verändert wird, kann mittels des Detektors 77 eine Veränderung des Interferenzverlaufs (Ausgangsgrössenverlaufs ) erfasst werden. Dabei kann eine alternierende Abfolge von durch die Interferenz erzeugte Intensitätsmaxima und

Intensitätsminima detektiert werden. In diesem Zusammenhang können so genannte Interferometerpulse, d.h. erfasste

Maxima und/oder Minima, ausgelesen und fortlaufend gezählt werden, sodass anhand einer bestimmten Anzahl von Pulsen eine Entfernungsänderung zwischen Ziel 91 und

Interferometeraufbau 61a bestimmt werden kann. Während einer solchen Messung mit dem Interferometer 61a wird erfindungsgemäss ein Überprüfungsverfahren zur

Überprüfung der Messung hinsichtlich allfällig auftretender Messfehler angewendet. Hierfür wird zunächst ein durch das fortlaufende Detektieren des Intensitätszustandes

vorliegender, zeitlich aufgelöster Interferenzverlauf derart analysiert, dass fortlaufend ein Bewegungsparameter für eine erkannte Relativbewegung zwischen Ziel 91 und Interferometer 61a abgeleitet wird. Dieser Parameter repräsentiert eine relative Bewegungsgrösse, z.B.

Relativgeschwindigkeit oder Relativbeschleunigung, des Ziels 91 bzw. des Interferometers 61a.

Der fortlaufend abgeleitete Bewegungsparameter wird dann fortlaufend mit einem jeweiligen Kriterium für die jeweils bestimmte Bewegungsgrösse verglichen. Mittels des

Kriteriums ist dabei die Bewegungsgrösse derart definiert, dass eine Unterscheidung zwischen möglich ausführbaren und unmöglich ausführbaren Bewegungen des Ziels 91 und/oder des Interferometers 61a auf Basis dieser Grösse durchführbar ist. Beispielsweise können im Rahmen des Kriteriums ein

Bereich für realistisch auftretende Relativbeschleunigungen (Beschleunigung als Bewegungsgrösse) und ein Bereich für Beschleunigungen, welche derart gross sind, dass z.B. eine Beschleunigung des Ziels 91 unter geltenden physikalischen Bedingungen nicht vorstellbar bzw. durchführbar ist, definiert werden.

In Abhängigkeit des Vergleichs wird eine Information hinsichtlich der Richtigkeit bzw. der Plausibilität der vorgenommenen Messung generiert und bereitgestellt, welche z.B. akustisch oder graphisch visuell, insbesondere für einen Benutzer, ausgegeben wird. Im Speziellen kann in Abhängigkeit des Vergleichs ein

Schätzwert für die Vertrauenswürdigkeit der durchgeführten Messung bereitgestellt werden, wobei dieser Schätzwert z.B. auf Basis einer Ausgleichsrechnung für die durch den

Interferenzverlauf repräsentierte Relativbewegung

abgeleitet wird.

In einer alternativen Ausführungsform (hier nicht gezeigt) kann das Interferometer als heterodynes Interferometer (z.B. heterodynes Michelson-Interferometer) ausgeführt sein, wobei die Bestimmung der Entfernungsänderung mittels dieses Interferometers erfolgen kann und zudem eine

Überprüfung des Ausgangsgrössenverlaufs erfolgen kann.

Dabei wird in den beiden Armen des Interferometers

(Messpfad und Referenzpfad) sich leicht hinsichtlich der Wellenlänge unterscheidende Strahlung verwendet. Nachdem die Messstrahlung mit einer ersten Wellelänge λο an einem Ziel zum Interferometer zurück reflektiert wurde und die Referenzstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge λι den Referenzpfad durchlaufen hat, ergibt sich somit bei

Zusammenführung der Strahlen eine Messüberlagerung

(Schwebungszustand) , die mit einem Messdetektor erfasst werden kann. Durch eine fortlaufende Erfassung der

Messüberlagerung (Schwebungszustand) kann zudem ein

zeitlich aufgelöster Schwebungsverlauf erfasst werden.

Zumindest eine der Strahlungen (Messstrahlung bzw.

Referenzstrahlung) kann dabei z.B. mit einem

akustooptischen Modulator erzeugt werden, insbesondere durch eine bestimmte Modulationsfrequenz (z.B. 80 MHz), wobei eine elektronisch erzeugte Referenzgrösse in

Abhängigkeit von einem Betriebsparameter (z.B. der

Modulationsfrequenz) des Modulators generiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann ein Teil der Strahlung (beider Wellenlängen) ausgekoppelt und ohne Reflexion am Ziel an einem Referenzdetektor als Referenzüberlagerung erfasst werden.

Basierend auf der mit dem Messdetektor erfassten

Messüberlagerung und der elektronischen Referenzgrösse kann ein Phasenlagenvergleich in Abhängigkeit der

Messüberlagerung und der Referenzgrösse erfolgen. Ausserdem kann basierend auf den mit den beiden Detektoren

(Messdetektor und Referenzdetektor) erfassten Strahlungen ein Vergleich der Phasenlage zwischen der Messüberlagerung (Schwebung am Messdetektor) und der Referenzüberlagerung (Schwebung am Referenzdetektor) erfolgen. Ein solcher Vergleich basierend auf der elektronischen Referenzgrösse oder der Referenzüberlagerung wird im Rahmen der Erfindung als Interferometerausgangsgrösse verstanden. Aus einem fortlaufenden Erfassen dieses Vergleichs kann ein

Phasenlagenverlauf als zeitaufgelöster

Ausgangsgrössenverlauf erzeugt werden und eine

Entfernungsänderung zum Ziel bestimmt werden. Zur Erzeugung der Strahlungen mit unterschiedlichen

Wellenlängen können hierbei beispielsweise den Zeeman- Effekt nutzende Laser (z.B. Mehrfrequenzlaser) oder akustooptische Modulatoren eingesetzt werden.

Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens zum Bestimmen der Entfernungsänderung mittels des heterodynen

Interferometers ist die Interferometerausgangsgrösse dabei als Vergleich der Phasenlage zwischen der Schwebung am Messdetektor (Messüberlagerung) und der Schwebung am

Referenzdetektor (Referenzüberlagerung) und der

Ausgangsgrössenverlauf als ein fortlaufend erfasster derartiger Vergleich zu verstehen. Im Zusammenhang mit einer weiteren, alternativen

Ausführungsform kann die Interferometerausgangsgrösse als ein durch die Überlagerung der Messstrahlung und der

Referenzstrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen definierter Schwebungszustand zu verstehen sein und der Ausgangsgrössenverlauf zu verstehen sein als ein

fortlaufend erfasster Schwebungszustand

( Schwebungsverlauf) .

Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines

Lasertrackers 12 mit erfindungsgemässer

Überprüfungsfunktionalität sowie mit einer Basis 40, die auf einem Stativ 45 angeordnet ist und eine Schwenkachse 41 definiert. Auf der Basis ist zudem eine eine

Neigungsachse 31 (Kippachse) definierende, um die

Schwenkachse 41 relativ zur Basis 40 schwenkbare Stütze 30 mit einem Griff 32 angeordnet. Weiters ist eine

Anzieleinheit 20 vorgesehen, wobei diese Anzieleinheit 20 um die Neigungsachse 31 relativ zur Stütze 30 schwenkbar verbaut ist. Die Anzieleinheit 20 weist ferner eine Variokamera mit einem Variokameraobj ektiv 22 und eine Optik 23 auf, die einer in der Anzieleinheit 20 angeordneten Entfernungsmess- und Trackingeinheit zugeordnet ist, wobei vermittels der Optik 23 ein Messlaserstrahl von der Entfernungsmess- und Trackingeinheit zur präzisen Bestimmen einer Entfernung zu einem Ziel und zum Verfolgen des Ziels emittiert wird.

Ausserdem ist an der Anzieleinheit 20 eine

Zielsuchkameras24 mit einer Kameraoptik und mit einem positionssensitiven Detektor und zudem

Beleuchtungsmittel 25, welche beispielsweise als LEDs ausgebildet sind und im Betrieb insbesondere Licht im

Infrarotbereich emittieren, vorgesehen. Mit diesen Beleuchtungsmitteln 25 kann ein Ziel, z.B. ein Reflektor, beleuchtet bzw. angestrahlt werden und zumindest eine Teil der Strahlung durch den Reflektor in Richtung des

Lasertrackers 12 bzw. in Richtung der Zielsuchkamera 24 zurückreflektiert werden. Das reflektierte Licht wird dann mit der Kamera 24 erfasst, vermittels der Kameraoptiken auf dem positionssensitiven Detektor abgebildet und die

Position der Abbildung in einem Suchbild als

Suchbildposition identifiziert. Hieraus kann nun für jede dieser Suchbildpositionen unter Berücksichtigung der

Ausrichtung der Detektoren jeweils eine Richtung zum Ziel und somit ein Versatz relativ zu einer Nullposition auf dem jeweiligen Detektor und/oder ein Richtungswinkel für zwei Detektorachsen, z.B. für eine durch die Dimensionierung des Detektors vordefinierte X- und Y-Achse, bestimmt werden. Mittels dieser so erfassten Positionen des Ziels kann ein automatisiertes Auffinden des Ziels erfolgen.

Ferner weist der Lasertracker 12 eine Übersichtskamera 26 auf, welche in einem bekannten Positionsverhältnis zu der Zielsuchkamera 24 platziert ist. Das Sichtfeld der

Übersichtskamera 26 (Übersichtssichtfeld) ist in dieser Ausführungsform derart ausgebildet, dass das Sichtfelde der Zielsuchkamera 24 mit dem Übersichtssichtfeld in einem gemeinsamen Bereich überlappt, sodass ein mit der

Zielsuchkamera 24 erfassbares Ziel auch mit der

Übersichtskamera 26 erfasst werden kann, insbesondere simultan .

Die der Anzieleinheit 20 zugeordnete Entfernungsmesseinheit weist zumindest ein Interferometer zur Bestimmung von

Entfernungsänderungen auf. In Analogie zu der im

Zusammenhang mit Figur 4 beschriebenen Überprüfungsprozedur für mit dem Interferometer durchgeführte Messungen wird auf dem Tracker 12 eine Überprüfungsfunktionalität ausgeführt, wobei der detektierte Ausgangsgrössenverlauf analysiert und hinsichtlich Korrektheit überprüft wird, insbesondere wobei als fehlerhaft bewertete Messungen gemeldet werden. Es versteht sich, dass diese dargestellten Figuren nur mögliche Ausführungsbeispiele schematisch darstellen. Die verschiedenen Ansätze können erfindungsgemäss ebenso miteinander sowie mit Interferometrieverfahren zur Messung von Entfernungsänderungen, mit Verfahren zur

Distanzbestimmung und mit gattungsgemässen Messgeräten, insbesondere Lasertrackern, des Stands der Technik

kombiniert werden.