[发明专利]测定定位点三维坐标的方法及设备

说明书

本发明涉及一种测定空间环境中多个定位点的三维坐标的方法及设备，方法包括：利用标定好的相机对多个定位点在不同位置形成多张二维图像；提取每张二维图像中的每个码点的图像坐标；找出相机位姿可确定的二维图像，以及基于相机位姿可确定的二维图像中三维坐标已知的至少四个定位点对应的码点的二维坐标及对应的三维坐标已知的至少四个定位点的三维坐标，获得相机位姿可确定的二维图像对应的相机位姿；对于已知位姿的两张二维图像中三维坐标未知的同一定位点所对应的码点，以相机所对应的两个三维位置分别与对应两张二维图像中的同一定位点所对应的码点的连线的交点的三维坐标作为同一定位点的三维坐标。

技术领域

本发明涉及定位追踪领域，尤其涉及空间环境中定位点的布置方法及装置，以及测定空间环境中的定位点的三维坐标的方法及设备。

背景技术

在视觉定位系统中，尤其是Inside-out方式的定位系统，常常把相机放置于待定位物体上，然后在环境中固定一些标记，相机观测到标记后，可以根据标记的位置坐标，计算出自身的坐标，因此在任何一种基于标记的inside-out方式的视觉定位系统中，要解决的第一个问题就是标定每一个标记的三维坐标位置，已知标记的位置之后才能定位相机的位置。这个过程可以称为标定、也可以称为三维重建、或者建模。

传统的建模利用采用SFM(Structure From Motion)，简单来说流程是先贴标记，然后拍一圈视频计算出来每个标记的位置。具体的，包括如下步骤：

(1)先在环境部署标记；

(2)用已知内参(标定好)的相机从不同位置和角度拍摄包含标记的图片或视频；

(3)提取每张图片中标记点的图像坐标；

(4)通过算法找到不同图片中相同的标记点，或者说将不同图像中的标记点关联起来；

(5)根据标记的位置，使得标记点的坐标能够尽量符合约束方程，使得最后标记点重投影到不同视角的多张图片上时，重投影误差最小。

不过，上述方法建模精度差，且建模的范围越大，误差越大。

发明内容

为解决或缓解上述技术问题的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的实施例的一个方面，本发明提出一种定位点布置方法，包括：

步骤1：利用在第一位置的光电测量仪器在第一平面内标定至少三个第一区域点，并记录每个第一区域点的三维坐标，所述至少三个第一区域点限定第一打点区域；

步骤2：光电测量仪器的控制模块中在所述第一打点区域内模拟生成多个定位点；

步骤3：所述控制模块控制光电测量仪器基于所述第一打点区域内模拟生成的定位点逐一激光打点到第一区域内且获取激光点的三维坐标。

可选的，该方法还包括：

步骤4：利用在第一位置的光电测量仪器在第二平面内标定至少三个第二区域点，并记录每个第二区域点的三维坐标，所述至少三个第二区域点限定第二打点区域；

步骤5：光电测量仪器的控制模块中在所述第二打点区域内模拟生成多个定位点；和

步骤6：所述控制模块控制光电测量仪器基于所述第二打点区域内模拟生成多个定位点将激光逐一打在第二打点区域内且获取激光点的三维坐标。

或者可选的，该方法还包括：

步骤4：利用从第一位置移动到第二位置的光电测量仪器在第二平面内标定至少三个第二区域点，并记录每个第二区域点的三维坐标，所述至少三个第二区域点限定第二打点区域；

步骤5：光电测量仪器的控制模块中在所述第二打点区域内模拟生成多个定位点；和