[发明专利]一种基于实景三维地图的无源遥测机器人及测量方法

说明书

本发明公开了一种基于实景三维地图的无源遥测机器人及测量方法，对目标进行识别、定位及跟踪的同时通过真实地图及实景影像实时获得跟踪目标的精准的三维大地坐标，同时将跟踪目标周围的真实环境可视化，直观的观察到跟踪目标所处的真实环境，并预警相关人员，提醒相关人员制定决策，可以广泛的应用于土地管控、河道监测、精准农业、交通监控、治安防控、水政执法、森林资源清查等领域。

技术领域

本发明涉及实景三维地图测绘领域，尤其涉及一种基于实景三维地图的无源遥测机器人及测量方法。

背景技术

目前，用于测量目标的三维大地坐标的技术主要有以下几种：GPS定位技术、激光测距定位技术、微波测距定位技术、超声波定位技术和RFID定位技术等；以上技术在实际使用中存在着一些缺陷，例如GPS定位技术和RFID定位技术需要在目标上安装设备，如果目标上事先没有安装任何芯片，GPS定位技术和RFID定位技术就无法使用；而激光测距定位技术、微波测距定位技术和超声波定位技术则需要对目标发射电磁波，通过回波信号来解算目标的坐标，测量时需要事先瞄准目标，但并不能识别目标、跟踪目标，不能知道目标精准的位置信息，更不能知道目标位置周围的真实环境。

例如申请号为CN201010590581.0的专利提出的一种基于激光点云和实景影像进行空间三维测量的方法，由高精度激光扫描仪、高速数码成像设备、DGPS/IMU直接定向定位设备和工控计算机组成的移动测量系统，同时采集实景影像、激光点云和定位定向数据；其中高精度激光扫描仪的工作原理是通过两个同步反射镜快速而有序地旋转，将激光脉冲发射体发出的窄束激光脉冲依次扫过被测区域，测量每个激光脉冲从发出经被测物表面再返回仪器所经过的时间(或者相位差)来计算距离而且超声波定位距离较近，这种测量方式不能识别和跟踪目标，及识别目标位置周围的真实环境。

以上技术对于土地管控、河道监测、精准农业、交通监控、治安防控、水政执法、森林资源清查等方面的应用来说，都是极其不方便的。

因此，亟需一种基于实景三维地图的无源遥测机器人及测量方法来解决现有的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于实景三维地图的无源遥测机器人及测量方法，通过对目标进行识别、定位及跟踪，实时的获得跟踪目标的精准的三维大地坐标，同时将跟踪目标周围的真实环境可视化，直观的观察到跟踪目标所处的真实环境。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种基于实景三维地图的无源遥测机器人，包括高精度云台模块和设置在所述高精度云台模块上的光学感应模块，以及与光学感应模块和高精度云台模块通过通信网络连接的数据中心；

所述光学感应模块向所述数据中心输出光学感应面尺寸、感应面分辨率、感应面像元尺寸、视场角和光学影像；

所述高精度云台模块向所述数据中心输出所述光学感应模块的垂直转动角度和水平转动角度；

所述数据中心处理所述光学感应模块和高精度云台模块的数据，生成目标像素坐标并将识别到的目标的三维大地坐标解算出来生成四维时空地图，以及控制高精度云台的运动带动光学感应模块对被识别目标进行跟踪。

进一步的，所述光学感应模块包括镜头及摄像机，所述摄像机与镜头固定连接；

进一步的，所述高精度云台模块包括用于安装光学感应模块的光学感应模块安装座，所述光学感应模块安装座的一端设置有观察口，所述镜头对准观察口，所述摄像机通过镜头从观察口获取外部图像及光学信息。

进一步的，所述高精度云台模块还包括水平放置的基座和下端转动安装在所述基座上的竖轴；

所述竖轴的外圆周上固定套设有转动平台；

所述竖轴上端设置有竖轴码盘，所述竖轴码盘检测并输出所述光学感应模块的水平转动角度；