[发明专利]具有测距相机的勘测设备

说明书

本发明涉及一种具有测距相机(range camera)的勘测设备并且涉及一种勘测方法。

在现有技术中诸如全站仪等的多种勘测设备是已知的。各种手段和方法被用于控制这样的全站仪。例如，触摸屏显示器是已知的，以便于在已拍摄了测量场景的图像之后确定测量点。为了确定测量点，用户触摸示出相应点的图像。通过诸如边缘提取的其它手段，能够在图像上更准确地确定和标记例如由用户在该点上轻击他的手指所选择的测量点。然后，例如在单个勘测动作中或在勘测路径过程中的能够进行对选择点的测量或勘测。也就是说，以这种方式也有可能选择多个测量点，例如用于创建测量路径。

在一些情况下测量点的具体确定出现困难，因为一般地与现有技术的勘测设备一起使用的常见显示器是相当小的。因此，测量场景图像的大小同样是相当小的。如果仅示出测量场景图像的一部分，则移动在显示器上示出的图像部分以对应于测量场景的期望区域是很麻烦的。

因此，有必要提供能够使用户所执行的控制步骤更容易的勘测设备和勘测方法。

根据本发明，一种用于勘测测量场景的勘测设备包括：

·捕获装置，所述捕获装置用于捕获测量场景的3D点的坐标，和/或

·第一相机，其能够拍摄测量场景的可见图像。

特别地，勘测设备可以是能够捕获测量场景(特别是点云)的多个3D点的坐标的3D激光扫描器，或是能够捕获测量场景的勘测点的坐标的全站仪。显然，还能够使用全站仪和扫描器的组合。

此外，提供了能够显示可见图像和/或3D点的至少一部分的显示器。如果设置了相机，则显示器优选地能够在由相机所拍摄的可见图像中显示捕获装置所捕获的三维点。优选地，显示器也能够显示测量场景的预先存储的数字陆地模型，并且能够将捕获装置所捕获的3D点叠加在这个模型上。

此外，根据本发明，测距相机朝向显示器并且能够拍摄位于显示器处的用户的距离图像。此外，设置了控制器，该控制器能够针对由用户的移动所引起的改变来分析距离图像，并且能够基于距离图像的改变控制勘测设备执行预定任务。

距离成像一般而言被称为被用来产生示出从特定点到场景中的点的距离的2D图像的技术。得到的图像(其一般地被称作距离图像)具有像素值，该像素值对应于在物体处相应的目标点的距离。

例如，较明亮值意指较短距离或者反之亦然。甚至有可能适当地校准传感器从而产生这样的距离图像，这使得能实现能够以诸如米的物理单位直接地给出像素值。对距离图像的像素(距离像素)中的每一个分配了能够测量距离的一个单独的传感器。因为分配给相应传感器的目标点(像素)的距离是已知的，所以能够确切地确定目标点的3D位置。

因此，通过使用距离成像技术，有可能识别用户操作勘测设备的测量点中的每一个测量点，并且有可能甚至确定每个测量点的3D数据。在这里，用户的测量点可以是诸如手的肢体的末端或指尖。

本发明的措词中术语“距离图像”一般地意指距离图像镜头的序列，但是还能够意指由流式传输测距相机(streaming range camera)所拍摄的距离图像流。

根据本发明，用户通过移动其身体或肢体(诸如臂、腿、手或足)操作勘测设备导致在用户的距离图像中能够确定改变。因为用户肢体的3D位置的改变被控制器辨识，所以能够确定用户的对应移动并且能够执行与这个特定移动相对应的动作或任务。

根据本发明，显示器可以是3D显示器，其能够显示可见图像的所述部分的3D图像。

能够通过任何已知的3D成像方法生成3D图像。特别地该方法可以是以下方法中一种：立体视法(stereoscopy)、自动立体视法、计算机生成全息术或立体显示(volumetric display)技术。

特别地，立体显示技术是优选的，因为在这里在用户与3D图像之间的直接交互可以是可能的。也就是说，通过立体显示技术能够示出3D图像，该3D图像能够从任意侧查看。此外，能够有可能将物体和肢体直接地定位于该3D图像中。因此，尽管3D图像不是真实物体，但是有可能触摸该3D图像。

此外，尽管立体视法对于观看人员来说是不可见的，但是能够在特定情况下使用立体视法。因为这个技术需要特殊眼镜以便用户能够将两个类似的图像视为一个3D图像，所以触摸3D图像一般而言是可能的。然而，为了确定用户正触摸的3D图像的点，用户的眼睛的确切位置必须是已知的，因为被触摸点在3D空间中的坐标取决于用户的位置。