三次元测定方法及测量系统的制作方法_2

文档序号:8285908阅读:来源:国知局
机2。
[0032]此外,在所述望远镜部8内置有追踪部(后述)。该追踪部经由所述光学系统对所述移动测定机2射出追踪光,对来自该移动测定机2的反射追踪光进行光接收,在所述移动测定机2是移动的情况下,追踪该移动测定机2。
[0033]所述移动测定机2具备对测定对象物进行测定的副测定部11、对来自所述全站仪I的测距光、追踪光进行回射的全向棱镜12、由方向检测器和倾斜检测器等构成的姿态检测器13。所述移动测定机2成为可被测定作业者保持、搬运。
[0034]再有,所述移动测定机2既可以做成手用型(或手持型),也可以做成可设置在简易型的三脚架等。
[0035]此外,在图1中,(X0,Y0, Z0)示出将所述全站仪I作为基准的基准坐标系,(X,Y,Z)示出将所述移动测定机2作为基准的副坐标系。
[0036]根据图2,进而说明了所述全站仪1、所述移动测定机2的概略结构。
[0037]所述全站仪I主要具备测距部15、追踪部16、水平角检测部17、铅直角检测部18、王运算控制部19、王存储部21、王通彳目部22、王显不部23、以及王操作部24。
[0038]所述测距部15射出测距光14a,对来自测定对象物的反射光进行光接收以进行测距。所述追踪部16射出追踪光14b,对来自测定对象物的反射光进行光接收,基于光接收结果来进行测定对象物的追踪。
[0039]所述水平角检测部17检测所述基台6的水平旋转角。所述铅直角检测部18检测所述望远镜部8的俯仰角,根据所述水平角检测部17和所述铅直角检测部18的检测结果来检测所述望远镜部8的瞄准方向即水平角、铅直角。
[0040]在所述主存储部21中,存储测定所需的各种程序、为了与所述移动测定机2进行数据通信所需的通信程序,此外存储所述全站仪I中测定的测定结果、所述移动测定机2中测定的测定结果等数据。
[0041]所述主运算控制部19基于存储在所述主存储部21中的程序来实行测定,进行基于取得的数据的运算等。
[0042]所述主通信部22在与所述移动测定机2之间进行图像数据、测定数据、同步数据等各种数据的授受。
[0043]所述主显示部23进行测定状态、测定条件的显示、测定结果的显示等各种显示。此外,从所述主操作部24输入测定条件的输入、测定指令的输入等。
[0044]所述移动测定机2主要具有所述全向棱镜12、所述副测定部11、以及所述姿态检测器13,并且具备副运算控制部26、副存储部27、副通信部28、以及副操作部29。
[0045]所述副测定部11进行对测定对象物的测定(测距、测角)。所述副测定部11的测定对象物为所述测定对象物3。再有,在进行测角的情况下,相对于所述副测定部11的所述全站仪I的方向成为基准。
[0046]所述姿态检测器13检测所述移动测定机2的倾斜、相对于所述全站仪I的倾斜方向、所述副测定部11的测定方向(摄影方向)、或相对于所述全站仪I的方向角。例如,能列举倾斜传感器、加速度传感器、方位传感器等。再有,在所述姿态检测器13具备方位传感器的情况下,也可以将该姿态检测器13的方向检测为方位,根据所检测的方位来运算相对于所述全站仪I的方向角。
[0047]在所述副存储部27中,存储所述副测定部11进行测定所需的各种程序,此外存储在与所述全站仪I之间进行数据的通信用的通信程序。此外,在所述副存储部27中,存储所述副测定部11所取得的测定结果、从所述全站仪I发送的数据。
[0048]所述副运算控制部26基于存储在所述副存储部27中的程序来实行测定。此外,所述副运算控制部26发射同步信号,基于该同步信号来实行所述副测定部11实行的测定的同步控制等控制。
[0049]在该副测定部11中使用各种测定手段。作为图1所示的副测定部11,使用可取得数字图像的数字摄像机(摄像装置)。
[0050]图3示出实施例中的测定作业。在该实施例中,根据由所述副测定部11取得的图像来实行照相测量。再有,在由所述副测定部11进行的测定中,该副测定部11在被测定作业者保持的状态下实行测定。此外,使该副测定部11的测定位置作为能从所述全站仪I瞄准所述移动测定机2 (所述全向棱镜12)的位置。
[0051]在测定点A设置所述副测定部11 (即,测定作业者在测定点A保持所述副测定部11),从测定点A对测定对象9进行摄像,取得该测定对象9的图像。由所述姿态检测器13检测图像取得时的所述移动测定机2的姿态(倾斜、倾斜方向、测定方向或相对于所述全站仪I的方向角、摄影方向),将所检测的姿态与所取得的图像相关联并与图像一起存储在所述副存储部27中。在此,从所述全站仪1,所述测定对象9成为死角,而不能直接测定。
[0052]接下来,移动到测定点B对所述测定对象9进行摄像,取得该测定对象9的图像。此外,同样地,由所述姿态检测器13检测图像取得时的所述移动测定机2的姿态(倾斜、倾斜方向、测定方向或相对于所述全站仪I的方向角、摄影方向),将所检测的姿态与所取得的图像相关联而与图像一起存储在所述副存储部27中。
[0053]在测定点A、测定点B取得的图像数据、与图像数据相关联的姿态数据由所述副通信部28发送到所述主通信部22,经由该主通信部22存储在所述主存储部21中。
[0054]所述全站仪I追踪并瞄准所述全向棱镜12,进行所述副测定部11的测距、测角,取得在测定点A的所述副测定部11的将所述全站仪I作为基准的三次元坐标即基准坐标系中的三次元坐标。同样地,取得在测定点B的所述副测定部11的三次元坐标。
[0055]此外,从所述副测定部11经由所述主通信部22、所述副通信部28向所述全站仪I发射同步信号,基于所述同步信号来控制所述移动测定机2的测定定时,以使得在与由所述全站仪I进行的测定点A、测定点B的测定时同时,在测定点A、测定点B的由所述移动测定机2进行的测定被实行。
[0056]此外,所述主运算控制部19根据测定点A、测定点B的每个的三次元坐标来运算测定点A、测定点B之间的距离D (基线长度D),基于该基线长度D和所述姿态数据来实行在测定点A、测定点B取得的图像的相对定向,因此能取得将所述移动测定机2作为基准的副坐标系中的所述测定对象9的三次元数据。
[0057]进而,所述主运算控制部19能基于由所述全站仪I所测定的测定点A、测定点B的坐标来将所述测定对象9的三次元数据变换为将所述全站仪I作为基准的基准坐标系的数据。进而,制作基准坐标系中的3D模型。再有,关于变换为基准坐标系的数据,制作3D模型,既可以使其在所述移动测定机2的所述副运算控制部26实行,或者也可以使其在另外准备的运算控制部实行。
[0058]图4示出对测定对象物的多个测定对象进行测定的情况。
[0059]例如,在对测定对象S进行测定的情况下,由所述移动测定机2从A地点、B地点对测定对象S进行摄影,根据在A地点、B地点取得的图像关于测定对象S制作将所述移动测定机2作为基准的3D模型。此外,所述全站仪I测定在A地点、B地点的所述移动测定机2的三次元坐标。
[0060]接下来,在对测定对象T进行测定的情况下,将所述移动测定机2移动到C地点,在对测定对象T进行摄影后,进而移动到D地点,对测定对象T进行摄影。
[0061]所述全站仪I伴随着所述移动测定机2的移动而追踪该移动测定机2(S卩,全向棱镜12),测定在C地点、D地点的所述移动测定机2的三次元坐标。根据在C地点、D地点取得的图像关于测定对象T制作将所述移动测定机2作为基准的3D模型。同样地,关于测定对象U,根据在E地点、F地点取得的图像来制作将所述移动测定机2作为基准的3D模型。
[0062]所述A地点、B地点、C地点、D地点、E地点、F地点的坐标由所述全站仪I测定。因而,能基于由该全站仪I所测定的结果来合成测定对象S、T、U的3D模型,而能制作基准坐标系中的测定对象物3的3D模型。
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