专利名称：测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及装备有在测量视野(surveying field)内捕捉图像的照 相机的测量装置。
背景技术：
在一些情况下，包括测量点的景象被捕捉，且相关图像数据和测 量数据在测量中被存储在一起。虽然测量视野的图像可以通过普通照 相机拍摄，但有一种系统通过使用装备在测量装置内部的图像捕捉设 备，为每一个测量点捕捉周围图像。
发明内容
在测量时，要拍摄的景象的图像区域随着到测量点的距离变化而 变化。特别是，当到测量点的距离远时，被捕捉图像的周围部分中的 大部分是不需要的。因此，如果这样的图像存储在存储介质中，存储 器容量将被浪费，而且传输图像数据的时间也被浪费。
这样，本发明的一个目标是一种装备有数码相机的测量装置，该
测量装置有效率地得到环绕测量点区域的图像。
根据本发明，提供一种测量装置，包括数码相机，区域尺寸预设 置器(area—size presetter)，距离探测器，被提取区域计算器，以及修 整处理器。
区域尺寸预设置器，用以预设置(preset)测量点周围将要被拍摄 的被提取区域的实际尺寸。距离探测器测量到测量点的距离。被提取 区域计算器在数码相机捕捉到的被捕捉图像中确定被提取区域。基于 距离和被提取区域的预设置尺寸来确定被提取区域。修整处理器从被 捕捉的图像中提取包括被提取区域的修整图像。
参考附图，从下列描述中可以更好的理解本发明的目标和优点， 其中-
图1是本发明实施例中应用的装备有数码相机的测量装置的前视 透视图2是图1中图解的测量装置的结构框图3示意性地图解了当测量测量点并用数码相机单元捕捉图像时， 测量装置的位置与将要拍摄的区域之间的关系；
图4示意性地图解了对应成像区域Al的像素数量和对应区域A2 的像素数量之间的关系；
图5示意性地图解了当使用视角计算被提取区域的像素尺寸时， 测量装置和成像区域之间的位置关系；
图6示意性地图解了通过采用图像尺寸标准中的一个来提取修整 图像的示例；
图7是当被提取区域以外的区域被单色上色时修整图像的示例； 图8是当修整图像的区域和被提取的区域对等时，修整图像的示 例；以及
图9是修整图像提取和存储过程的流程图。
具体实施例方式
下面参考附图中显示的实施例描述本发明。
图1是本发明实施例中应用的装备有数码相机的测量装置的前视 透视图。图2是图1中图解的测量装置的结构框图。
测量装置IO可以是包括距离测量系统的任何装置，例如全站仪、 经纬仪、测量水准仪(surveylevel)等等。然而，在下列说明书中，将 使用全站仪作为测量装置的示例。
测量装置10包括望远镜部分30,支撑块31 (其对应测量装置IO 的主体)，和水准测量台32。望远镜部分30被支持块31可旋转地支撑， 可从两边绕水平轴Lh旋转。而且，支撑块31置于水平测量台32之上， 并被可旋转地支撑，可以绕垂直轴Lp旋转。
测量装置10包括瞄准望远镜17，在该瞄准望远镜17中，水平轴 Lh和垂直轴Lp在瞄准望远镜17的光轴L0 (或者准直轴)的瞄准原点
Os上垂直的相交。这样，当望远镜部分30绕水平轴Lh和垂直轴Lp 旋转时，得到在瞄准望远镜17瞄准指向的方向上的高度(altitude)和 水平角度，为绕水平轴Lh的角度ea (高度)和绕垂直轴Lp的角度0h (水平角度)。
瞄准望远镜17的物镜系统LSI的光轴L0，通过棱镜PS分成主光 束和支流光束，这样主光束到达目镜系统LS2，以及支流光束到达距 离测量组件11。当角度测量组件12探测垂直角eP和水平角eh时，距 离测量组件ll通过使用相位调制测量方法、脉冲激光方法、或者其它 类似方法，探测到达测量点(该测量点被瞄准)的倾斜距离。
距离测量组件11和角度测量组件12都连接到系统控制电路13， 这样通过从系统控制电路13来的信号控制它们。距离测量组件11根 据从系统控制电路13得到的信号探测距离，并且向系统控制电路13 输出探测到的数据或测量数据。
另一方面，角度测量组件12以规律的时间间隔，持续的探测角度， 并且当需要时，向系统控制电路13输出探测到的数据或测量数据。探 测到的数据，例如倾斜距离、水平角度和垂直角度，被系统控制电路 13处理。
此外，数码相机单元20集成地装备在望远镜部分30中。数码相 机单元20装备有成像部分18、照相镜头系统LS3和例如CCD的成像 设备。照相镜头系统LS3的光轴LI排列的平行于瞄准望远镜17的准 直轴L0，从而成像部分18能够穿过照相镜头LS3在瞄准方向捕捉图 像。通过成像部分18得到的图像数据传输到系统控制电路13，并且显 示在监视器14上。此外，图像数据也可以记录在可分离的存储介质15 上，例如IC卡等等。
系统控制电路13同样连接到装备在操作面板19上的开关和显示 设备(例如LCD)。此外，接口电路16连接到系统控制电路13，这样 通过接口电路16，测量数据和图像数据可以输出到外部设备，例如数 据采集器(未显示)或者计算机(未显示)。
参考图3和4，将解释本实施例的修整过程的原则。图3示意性地 图解了当通过使用测量装置10以测量测量点或目标Pm，以及用数码 相机单元20捕捉测量点或目标Pm附近图像时，测量装置10的位置与
将要拍摄的周围的区域之间的关系。此外，图4示意性地图解了对应 成像区域Al的像素数量和对应被提取的区域A2的像素数量之间的关 系，该被提取的区域A2作为周围的图像正准备从A1提取出来。
图3图解了离开测量装置10距离为"L"的测量点或者目标Pm，通 过测量装置10被测量的情形。这里点Pt与瞄准望远镜17的瞄准原点 Os相一致。此外，点Pc符合数码相机单元20的观察点，以及成像区 域Al通过数码相机单元20的成像部分18，经由照相镜头系统LS3成 像。然而，由于成像区域A1的周围图像太宽以致于不能作为测量点的 参考，因此图像区域A1的周围部分的大部分是不需要的。
通常，预先知道应当作为测量点Pm的周围图像而记录的实际区域 的提取。从而，在本实施例中，用户预设置应当被拍摄的测量点Pm周 围的，实际或者物理的宽度WX和高度WY。这样，根据到测量点Pm 的测量距离"L"和给出的宽度WX和高度WY计算得到应该从拍摄的区 域Al提取的被提取区域A2。
当指明在横向方向成像设备的每像素分辨率(作为角度)是6rx 时，在距离测量装置10的距离为"L"的、包括测量点Pm的平面上的一 个像素的宽度WXr表示为WXr=L*tan (0rx)。这样，需要从成像区 域Al提取的区域A2在横向方向上的像素数(表示为NX2)被推导为 NX2=WX/WXr0
相似的，需要从成像区域提取到的被提取区域A2在垂直方向上的 像素数(表示为NY2)被推导为NY2=WY/WYr。这里WYr表示在距 离测量装置10的距离为"L"的、包括测量点Pm的平面上的一个像素的 高度，并且当垂直方向成像设备每像素的分辨率(作为角度)表示为ery 时，WYr表示为WYr=L*tan(ery)。这里，对一个像素，关于水平视角 的分辨率为erx，关于垂直视角的分辨率为6ry。
参考图5以解释用于提取被提取区域A2的像素数的另一种计算方 法，在图5中使用视角计算被提取区域在横向和垂直方向的像素数。
当在距离测量装置的距离为"L"的平面，捕捉区域A2所需要的水 平和垂直的视角表示为02x和e2y(对应预设置的宽度WX和高度XY) 时，通过下列方程导出角度02x二tan"(WX/L)以及e2y二tan"(WY/L)。 这样，被提取区域A2的横向和垂直方向的像素数NX2和NY2可以如
下导出NX2=(NXl/eix)* 02x以及NY2=(NYl/01y)* 02y，其中eix和 eiy分别表示数码相机单元20的水平和垂直视角，以及NX1和NY1 分别表示横向和垂直方向的像素数。注意图5中，只描述了水平视角， 忽略了垂直视角。
因此可以得到，对应被提取区域A2的横向和垂直的长度的像素数 量NX2和NY2，并且从而通过在被捕捉图像的中心、或者在中心的测 量点Pm，从被捕捉图像(成像区域A1)提取尺寸NX2fNY2的图像， 对应预设置的实际宽度WX和高度WY的图像的区域可以被提取。
注意，当选择被提取区域的中心作为测量点Pm时，在被捕捉图像 上的测量点Pm的位置数据可以被预先记录在非易失性存储介质上，并 且根据该数据从而可以确定被提取区域。也就是，位置数据包括数码 相机单元20和瞄准望远镜17之间的位置关系，因此依照到测量点的 距离和给出的位置关系计算位置。假定图像在该位置被捕捉，且在该 位置保持瞄准望远镜瞄准测量点的位置关系。
虽然提供了数码相机的横向和垂直方向像素数的不同的标准，但 通过用户提供的实际宽度WX和高度WY可能永远也不能匹配这些标 准的纵横比(aspect ratio)。参考图6—9，使用NX2=495和NY2=375 的示例尺寸，解释了三种修整此类图像的不同方式。
图6和7是采用包括被提取区域A2的最小图像尺寸标准的示例。 另一方面，图8表现一个示例，其中采用根据预设置值计算的图像尺 寸作为修整图像。
当NX2二495且NY2二375时，最小的环绕图像尺寸的标准是VGA (640*480)。这样，在图6的示例中，包括位于中心的被提取区域A2 的VGA图像区域，作为修整图像T1，从被捕捉图像A1被提取。注意， 通过将计算后的像素数NX和NY与每个标准的横向和垂直尺寸作比 较，从具有最小像素数的标准开始并按顺序处理，选择出最小的图像 尺寸标准。
在图7的示例中，修整图像T2对应的图像是，图6的修整图像 Tl除去被提取区域A2后的周围由单色上色，从而存储在存储介质中 的数据得到削减。注意单色区域可以执行为全黑区域，且测量数据可 以被显示或打印在单色区域内。此外，在图8的示例中，仅仅为了从
被捕捉图像中计算的被提取区域，使用被提取的图像数据得到修整图
像T3，因此与图像尺寸标准无关。
接下来，将参考图9中的流程图解释在本实施例的测量装置中执 行的修整图像的提取和存储。
在步骤S101中，测量点周围将要被捕捉的区域的实际宽度和高度， 通过用户对操作面板19的操作被输入到测量装置10中。输入值被存 储在系统控制电路13所装备的存储器(未显示)中。
在步骤S102中，操作测量装置IO，且瞄准望远镜17被瞄准于目 标或测量点。然后为目标进行距离测量和角度测量。
在步骤S104中，通过数码相机单元20捕捉目标周围图像，并暂 时存储在系统控制电路13所装备的存储器中。接下来，在步骤S105 中，使用到目标的测量距离和用户预设置的宽度和高度，计算被提取 区域的横向和垂直像素尺寸。
在步骤S106中，根据步骤S105中计算所得的像素数，通过使用 参考图6到8解释的方法中的一种，修整被捕捉图像以提取修整图像。 在步骤S107中，将步骤S106中被提取的修整图像存储在存储介质15 中，修整图像提取和存储过程结束。
如上文所述，根据本实施例，可以通过装备有数码相机的测量装 置，预先设置在测量点附近成像所需的物理宽度和高度，自动地得到 环绕测量点的合适尺寸的周围图像，而无需考虑到测量点的距离。这 样，节省了存储介质的容量，縮短了传输数据的时间。此外，根据本 实施例，无需为数码相机单元装备光学变焦机构，或者无需通过插值 图像数据来增加数据的量以便执行被捕捉图像的数码变焦，或者无需 为了从所捕捉图像提取需要的区域而进行手动修整，即可得到合适的 周围图像。
注意修整的预设置数据同样可以根据下列因子中的至少两个的组 合而给出高度、宽度、对角线长度和预先确定的纵横比。此外纵横 比可以从列表中选择，或通过用户任意设置。
虽然在这里参考附图描述了本发明的实施例，但显然本领域技术 人员可以在不脱离本发明主题的情况下做出修改和变动。
权利要求
1.一种测量装置，包括数码相机；区域尺寸预设置器，用以预设置测量点周围将要被拍摄的被提取区域的实际尺寸；距离探测器，测量到测量点的距离；被提取区域计算器，在所述数码相机捕捉到的图像中确定被提取区域，其中基于距离和被提取区域的预设置尺寸来确定被提取区域；修整处理器，从被捕捉的图像中提取包括被提取区域的修整图像。
2. 如权利要求1所述的测量装置，其中至少宽度和高度中的一 个被给出，以预设置被提取区域的尺寸。
3. 如权利要求1所述的测量装置，其中通过采用包括被提取区域 的最小图像尺寸标准，来修整该修整图像。
4. 如权利要求3所述的测量装置，其中修整图像中除了被提取区 域以外的区域被单色上色。
5. 如权利要求1所述的测量装置，其中修整图像与被提取区域对等。
6. 如权利要求1所述的测量装置，进一步包括存储修整图像的存 储介质。
7. 如权利要求1所述的测量装置，其中将被提取区域的中心设置 为测量点。
8. 如权利要求7所述的测量装置，其中被捕捉图像中测量点的位 置被预先记录在存储介质中。
9.一种测量系统，包括 数码相机；区域尺寸预设置器，用以预设置测量点周围将要被拍摄的被提取 区域的实际尺寸；距离探测器，测量到测量点的距离；被提取区域计算器，在所述数码相机捕捉到的图像中确定被提取 区域，其中基于距离和被提取区域的预设置尺寸来确定被提取区域； 修整处理器，从被捕捉的图像提取包括被提取区域的修整图像。
全文摘要
一种装备有数码相机、区域尺寸预设置器、距离探测器、被提取区域计算器和修整处理器的测量装置。区域尺寸预设置器用以预设置在测量点周围将要被拍摄的被提取区域的实际尺寸。距离探测器测量到测量点的距离。被提取区域计算器在数码相机捕捉的图像内确定被提取区域。根据距离和被提取区域的预设置尺寸确定被提取区域。修整处理器从所捕捉的图像提取包括被提取区域的修整图像。
文档编号G01C11/00GK101149260SQ200710153370
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月18日 优先权日2006年9月19日
发明者松尾俊儿, 樱井正敏, 谷内孝德, 高山抱梦 申请人:宾得工业仪器株式会社