[发明专利]测量方法和测量仪器

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种测量方法和一种测量仪器。本发明还涉及一种使所述测量仪器执行所述测量方法的计算机程序产品。特别地，本发明涉及那些用于执行摄像测量的测量仪器和方法，即从不同位置记录的多个图像中获得对象的三维数据。

背景技术

传统的摄像测量方法使用摄像机从两个不同位置获得景物的两个图像。与摄像机分离并且能测量角度和距离的测量仪器与摄像机的两个位置空间分隔，用于确定摄取两个图像的两个位置的相对定位。通过分析两个图像并且基于两个摄像机位置的相对定位信息，有可能获得景物中包含的对象的三维数据。

从不同位置获得景物的两个图像的另一种传统的摄像测量方法使用在景物中彼此相隔预定距离安放的多个目标。所述预定目标可以位于所获得的图像中并且能够确定并校正景物中包含的其他对象的三维数据的比例。

必须用与两个摄像机位置都有适当距离的单独仪器来确定两个摄像机位置，或者必须定位景物内的预定目标都相当繁重，并且这还是测量误差的起源。

发明内容

本发明考虑了上述问题而被实现。

本发明的实施例提供了一种获得用于摄像测量分析的多个图像的方法，该方法使用包括摄像机在内的测量仪器，并且无需用单独的仪器确定相对的摄像机定位或者无需靠近测量对象安放预定目标。

本发明的实施例使用一种测量仪器，包括：距离测量系统，用于沿测量线确定与对象的距离；摄像机，其相对于所述距离测量系统固定地安装；旋转装置，其相对于基座可旋转地安装距离测量系统和摄像机；以及方位测量系统，用于确定距离测量系统和摄像机相对于基座的方位。在本技术领域中，这类测量仪器也被称为视频全站仪。

通过使用这类测量仪器，根据本发明的测量方法的实施例包括：相对于景物放置第一平台；把测量仪器安装在第一平台上，并且当测量仪器安装在第一平台上时：将距离测量系统和摄像机相对于基座定向为第一方位，并且使用摄像机记录景物的第一图像；相对于景物放置第二平台，使得第二平台与第一平台相隔一段距离安放；并且把测量仪器安装在第二平台上，并且当测量仪器安装在第二平台上时：将距离测量系统和摄像机相对于基座定向为第二方位，并且使用摄像机记录景物的第二图像；以及相对于基座将距离测量系统和摄像机定向为第三方位，使得测量线与第一平台上提供的预定第一对象相交，并且使用距离测量系统测量与在第一平台上提供的第一对象的第一距离，并且记录所测量的第一距离。

所述平台可以是任何适当的平台，在它上面可以很好限定并且可重复地安装测量仪器。特别地，所述平台可以包括三脚架。

根据本发明的示例性实施例，在第一平台上提供的对象是回射器。

根据其他实施例，所述对象可以是本技术领域中所用的传统目标标记或能被距离测量系统检测并跟踪，并且能可重复地安装在平台上的任何其他适当的结构。

根据本发明的示例性实施例，第一平台可以容纳测量仪器或第一对象中的任意一个，并且第一目标可以精确地，可重复地安装在这个平台上。

根据本发明的这个实施例，在只使用一个测量仪器和两个平台的情况下，一个人可以容易地获得景物的两个或更多个图像。不需要其他单独且独立的测量仪器或位于景物内的预定义目标。

第一和第二记录图像适合于摄像测量分析，并且尤其适合于立体分析。因为两个平台之间的距离，进而，记录第一和第二图像的两个位置之间的距离被精确测量，所以有可能在适当的坐标系中确定景物中包括的对象的三维坐标。所述坐标系可以被固定到记录第一或第二图像的摄像机位置，或者可以选择任何其他适当的坐标系。

摄像测量分析可以包括在两个图像中选择至少一个对象。该选择可以在记录第二图像之后不久由用户执行。例如，该用户可以通过使用鼠标光标或任何其他适当的定点设备或方法在测量仪器的平面屏幕显示器上选择该对象。还有可能离线执行目标选择，即在把记录图像和记录的附加测量数据，例如第一距离，传输到一个计算机之后，在安放得与测量位置相隔一段距离的这个计算机处执行所述选择。

根据本发明的实施例，该方法还包括：将距离测量系统和摄像机相对于基座定向为第四方位，使得测量线与在第二平台上提供的预定第二对象相交，并且使用距离测量系统来测量与第二平台上提供的第二对象的第二距离，并且记录所测量的第二距离，而距离测量系统安装在第一平台上。这需要用户把第二对象放置在第二平台上，但是有这样一个优点，即两个摄像机位置之间的距离通过第二测量确定，使得可以实现对记录图像的改进的摄像测量分析。