[发明专利]一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法

权利要求书

1.一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法，其特征在于：

以CCD单目相机拍摄左上角的角点为图像坐标系原点，建立相机坐标系；将全站仪放在CCD单目相机拍摄范围内；

将全站仪第一次放置在O_B点，并以此点建立世界坐标系，选择好后视点位置，求出相机坐标系以及世界坐标系之间的旋转矩阵R₁以及平移矩阵t₁；

将全站仪移动到另外O_C点，并以此点建立大地坐标系；在这个坐标系下读出多点三维坐标，利用七参数模型求解出前后移动全站仪两个位置的世界坐标系和大地坐标系之间的关系；再在CCD单目相机中读出大地坐标系的图像坐标，进而利用相机坐标系、世界坐标系、大地坐标系的转换关系求出任意相对位置的任意坐标系下的三维坐标。

2.按照权利要求1所述的一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法，其特征在于：假设广角场景下有一点被测点P_X(X_xY_xZ_x)，首先将CCD单目相机放置在O_A点，以CCD单目相机拍摄左上角的角点为图像坐标系原点O_image；然后将全站仪放在CCD单目相机拍摄范围内的O_B点，并调整全站仪此时的Z轴垂直于大地，将置零角调整成90度角进行后视点设置。

3.按照权利要求1所述的一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法，其特征在于：只需要保证全站仪的世界坐标系和大地坐标系，CCD单目相机的位置随意放，保证将全站仪拍摄到，将全站仪放置在O_B点后，选择好后视点位置，调整全站仪的世界坐标系设为X_WY_WZ_W，其中X轴相当于全站仪默认的坐标系的N轴，Y轴相当于大地坐标系的E轴，Z轴垂直于地面即可。

4.按照权利要求1所述的一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法，其特征在于：随机移动贴有宝马点的P_X点，测得在两个坐标系之间至少7个点的坐标P1(X₁Y₁Z₁)，P2(X₂Y₂Z₂)，P3(X₃Y₃Z₃)……，要求其中任意7个点不能全是共面，求出相机坐标系以及世界坐标系之间的旋转矩阵R₁以及平移矩阵t₁。

5.按照权利要求1所述的一种广角场景下激光加单目视觉测量三维坐标的方法，其特征在于：简化了坐标系之间的转化，在得出世界坐标与相机坐标系的旋转矩阵以及平移矩阵后，将全站仪移动到O_C点，此时的大地坐标系设为X’_WY’_WZ’_W，在移动全站仪的两个位置，Z轴都是垂直于大地，所以在Z轴方向上的旋转角为0，另外利用坐标定后视可以将两个全站仪X轴Y轴固定夹角为90度；世界坐标系和大地坐标系的关系为只有平移以及绕Z轴转动的一个三维关系。