一种高精度场景的元数据采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及数据采集领域，尤其涉及一种高精度场景的元数据采集设备。


背景技术：

2.高精度三维场景构建有着广阔的应用空间，例如：点测量、面测量、立方测量、文物数字化保护等场景，有着广泛的用途。
3.目前，高精度三维场景构建需要有专业的数据采集设备，也需要有复杂的处理算法，专业的数据采集设备往往由摄像装置、导航装置、信号接收装置等必要装置组成，体积较大，不便携带。大多数情况是将摄像装置安装在车顶，导航装置则安装在车内，以车载的方式进行高精度三维场景构建。
4.而需要构建高精度三维场景的区域并非都是车辆可以通行的，例如古建筑内部、无宽阔道路区域等，此时，庞大的采集设备不便于携带，难以满足多场景下的构建高精度三维场景需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种高精度场景的元数据采集设备，以解决现有技术中，采集设备体积庞大，不变携带，难以满足多场景下的构建高精度三维场景需求等问题。
6.为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：
7.第一方面，本技术实施例提供一种高精度场景的元数据采集设备，该设备包括：便携式图像采集设备、挂载装置、定位导航设备；所述定位导航设备通过所述挂载装置挂载在所述便携式图像采集设备上，且，所述定位导航设备与所述便携式图像采集设备通信连接。
8.可选地，所述挂载装置包括：转接件、挂载支架以及挂载夹具；
9.其中，所述转接件固定设置在所述挂载支架的一端，以连接所述定位导航设备，所述挂载夹具设置在所述挂载支架的另一端，所述挂载夹具的夹持部用以对所述便携式图像采集设备进行夹持固定。
10.可选地，所述挂载装置还包括：旋转件；
11.所述挂载夹具通过所述旋转件设置在所述挂载支架的另一端。
12.可选地，所述挂载夹具上具有弯折部，所述转接件固定设置在所述挂载支架上靠近所述弯折部的一端，所述挂载夹具设置在所述挂载支架上背离所述弯折部的一端。
13.可选地，所述转接件为转接环，所述转接环与所述定位导航设备上的转接部连接。
14.可选地，所述定位导航设备包括：主板和天线，所述主板和所述天线连接，所述转接环与所述主板上的转接部连接。
15.可选地，若所述定位导航设备为实时动态测量设备，则所述主板为实时动态测量主板，所述天线为实时动态测量天线。
16.可选地，若所述定位导航设备为惯性导航系统设备，则所述主板包括：定位导航主
板和惯性导航单元，所述天线为定位导航天线。
17.可选地，所述定位导航设备与所述便携式图像采集设备通过无线通信连接；或者，通过串行通信接口有线通信连接。
18.可选地，上述任一便携式图像采集设备为具有摄像头的移动终端。
19.相对于现有技术而言，本技术具有以下有益效果：
20.本技术实施例提供一种高精度场景的元数据采集设备，该设备包括：便携式图像采集设备、挂载装置、定位导航设备，其中，定位导航设备通过挂载装置挂载在便携式图像采集设备上，且，定位导航设备与便携式图像采集设备通信连接。该设备通过将便携式图像采集设备、挂载装置、定位导航设备进行组装连接，形成便携式的高精度场景的元数据采集设备。该数据采集设备，可在通过便携式图像采集设备采集图像的同时，通过定位导航设备获取对应的位置信息，继而用于三维建模，便于随身携带，并且不受限于实际应用场景的物理空间，可随时随地进行数据采集工作，提高了三维场景构建的通用性，有效满足多场景下的构建高精度三维场景需求。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本技术实施例提供的一种高精度场景的元数据采集设备的结构示意图；
23.图2为本技术实施例提供的另一种高精度场景的元数据采集设备的结构示意图；
24.图3为本技术实施例提供的一种高精度场景构建系统的示意图。
25.图标：100-云服务器、110-便携式图像采集设备、120-挂载装置、130-定位导航设备；111-摄像头、121-转接件、122-挂载支架、123-挂载夹具、124-旋转件、131-主板、132-天线。
具体实施方式
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
27.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
28.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
29.在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放
的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
32.专业人员在进行高精度场景构建时，所使用的元数据采集设备体积较大，往往装载在采集车上，通过车辆移动，逐步完成场景数据的采集工作。但是，当需要构建的场景为室内或狭窄区域甚至无道路区域环境时，车载数据采集设备显然无法进入上述场景，更无法完成数据采集工作。
33.以下结合附图将对该元数据采集设备进行详细地解释说明。图1为本技术实施例提供的一种高精度场景的元数据采集设备的结构示意图。如图1所示，该设备包括：便携式图像采集设备110、挂载装置120、定位导航设备130。
34.其中，定位导航设备130通过挂载装置120挂载在便携式图像采集设备110上，且，定位导航设备130与便携式图像采集设备110通信连接。具体的，定位导航设备130与挂载装置120可拆连接；挂载装置120与便携式图像采集设备110挂载连接。便携式图像采集设备110可以为至少具有图像采集功能的电子设备，即其至少具有摄像头111，当然，其还可具有其他的功能，本技术对此不做限制。示例的，便携式图像采集设备110可以为具有摄像头的移动终端，如智能手机、平板电脑等。
35.在使用该元数据采集设备进行数据采集的过程中，即元数据采集设备处于工作状态时，可通过调整定位导航设备130的天线朝向，使得定位导航设备130的天线朝向背离地面的方向设置，以确保定位导航设备130采集到的位置数据的准确度。
36.在元数据采集设备处于非工作状态时，定位导航设备130与挂载装置120之间可拆卸，挂载装置120也可从便携式图像采集设备110上取下来，使便携式图像采集设备110、挂载装置120、定位导航设备130为三个独立的个体，便于采集人员收纳。将元数据采集设备拆解之后，再次进行数据采集工作时，可通过挂载装置将其他的定位导航设备重新挂载在该便携式图像采集设备上，也可通过挂载装置将定位导航设备挂载在其他的便携式图像采集设备上，重新组装后依旧可以完成采集工作，提高了采集人员的工作便捷性。
37.定位导航设备130可用于在便携式图像采集设备110采集的图像的同时，获取该图像对应的位置数据，并将该位置数据，传输至便携式图像采集设备110，可使得采集到的图像附有精准的位置数据。便携式图像采集设备110还可与云服务器100通信连接，以将采集的图像，以及该图像对应的位置数据作为元数据传输至云服务器100，使得云服务器100可基于接收到的元数据进行高精度场景的三维建模，得到三维场景，可使得构建的三维场景尽可能为实际场景的复原场景，保证了三维场景的高精度构建。需要说明的是，上述定位导航设备130不仅可获取位置数据，还可获取其他类型的数据。
38.综上，本技术提供的高精度场景的元数据采集设备，可包括便携式图像采集设备、挂载装置、定位导航设备，其中，定位导航设备通过挂载装置挂载在便携式图像采集设备上，且，定位导航设备与便携式图像采集设备通信连接。该设备通过将便携式图像采集设备、挂载装置、定位导航设备进行组装连接，形成便携式的高精度场景的元数据采集设备。
该数据采集设备，可在通过便携式图像采集设备采集图像的同时，通过定位导航设备获取对应的位置信息，继而用于三维建模，便于随身携带，并且不受限于实际应用场景的物理空间，可随时随地进行数据采集工作，从而大大扩展了高精度场景的元数据采集设备的适用环境场景，提高了三维场景构建的通用性，有效满足多场景下的构建高精度三维场景需求。
39.同时，该元数据采集设备中所包括的各个设备拆卸成个独立的个体设备，便于收纳存储，也使得高精度场景的元数据采集设备的组装、使用更加灵活、便捷，提高了整个采集设备的便携性和可用性。
40.在图1的基础上，本技术实施例还提供了另一种高精度场景的元数据采集设备，图2为本技术实施例提供的另一种高精度场景的元数据采集设备的结构示意图。如图2所示，该元数据采集设备中的挂载装置120可包括：转接件121、挂载支架122以及挂载夹具123。挂载支架122作为挂载装置120的主体连接转接件121以及挂载夹具123。
41.转接件121固定设置在挂载支架122的一端，挂载装置可通过转接件与定位导航设备130可拆卸连接。在需要采集元数据采集设备进行数据采集时，可将定位导航设备130通过转接件121连接固定至挂载装置120上，在无需采用采集元数据采集设备进行数据采集时，可将定位导航设备130从转接件121上拆卸，以脱离挂载装置120。
42.示例地，转接件121为转接环，转接环与定位导航设备130上的转接部可拆卸连接，以将定位导航设备130连接固定在挂载支架122上。使用转接环连接定位导航设备130连接挂载装置120，使得连接固定更牢靠，拆卸更方便。
43.挂载夹具123设置在挂载支架122的另一端，挂载夹具123的夹持部可改变夹持尺寸以或夹持拉力以固定夹持物，即便携式图像采集设备。在需要元数据采集设备进行数据采集时，可通过挂载夹具123的夹持部对便携式图像采集设备110进行夹持固定，可使得便携式图像采集设备110和定位导航设备130两者共同完成采集工作。在无需采用元数据采集设备进行数据采集时，挂载夹具123的夹持部可释放便携式图像采集设备110，使得便携式图像采集设备110可单独使用。
44.继续参照上述图2，该元数据采集设备中的挂载装置120还可包括：旋转件124。挂载夹具123通过旋转件124设置在挂载支架122的另一端。
45.具体的，可将旋转件124设置于挂载夹具123与挂载支架122的另一端之间。旋转件124内部设有旋转装置，可进行旋转，在旋转到预设角度时，还可进行固定设置，使其不再旋转。旋转件124一端固定设置在挂载支架122上，一端与挂载夹具123固定连接，挂载夹具123通过旋转件124设置在挂载支架122的另一端，挂载夹具123与挂载支架122之间可旋转，也可固定。
46.在采用元数据采集设备进行数据采集时，挂载夹具123夹持固定便携式图像采集设备110，挂载支架122通过转接件121连接固定定位导航设备130，可通过旋转件124对定位导航设备130和便携式图像采集设备110进行相对旋转，以改变两者之间的夹角，当达到预设角度时，可进行固定设置。采用旋转件124调整定位导航设备130和便携式图像采集设备110的夹角，可使得元数据采集设备满足便携式图像采集设备110多角度采集图像时，定位导航设备130的天线的朝向保持不变，以确保定位导航设备130采集到的位置数据的准确度。
47.继续参照上述图2，该设备中的挂载装置120的挂载夹具123上具有弯折部。
48.如图2所示，转接件121固定设置在挂载支架122上靠近弯折部的一端，即位于挂载支架122的短支架上，挂载夹具123设置在挂载支架122上背离弯折部的一端，即位于挂载支架122的长支架上。
49.通过将定位导航设备130连接固定在挂载支架122的短支架上，将便携式图像采集设备110夹持在挂载支架122的长支架上述设置在挂载夹具上。通过弯折设计，使得便携式图像采集设备110多角度采集图像时，定位导航设备130的天线的朝向始终保持一致，而长、短支架的设计，可在便携式图像采集设备110多角度采集图像时，避免便携式图像采集设备110遮挡定位导航设备130的信号传输。
50.继续参照上述图2，该设备中的定位导航设备130包括：主板131和天线132。
51.其中，主板131和天线132可拆连接，可将天线132固定至主板131上，在天线132和主板131其中一个出故障时，可及时对其进行更换，与另一个继续连接完成工作。转接环与主板131上的转接部可拆连接，以将整个定位导航设备130固定至挂载装置120上。
52.继续参照上述图2，在一种示例中，定位导航设备130为实时动态测量(rtk，real-time kinematic)设备，则主板131为实时动态测量(rtk)主板，天线132为实时动态测量(rtk)天线。
53.在采用元数据采集设备进行数据采集时，通过便携式图像采集设备110获取图像的同时，通过实时动态测量设备获取图像的高精度位置数据，并将图像的高精度位置数据同步至便携式图像采集设备110的图像中，使得便携式图像采集设备110获取的图像附有精准的位置数据。便携式图像采集设备110将图像以及图像的高精度位置数据上传至云服务器。云服务器100根据图像以及图像的高精度位置进行三维场景构建，最终完成高精度场景构建。
54.在另一个示例中，定位导航设备130为惯性导航系统设备，则主板131包括：定位导航主板和惯性导航单元，天线132为定位导航天线。
55.该惯性导航系统设备例如可以为基于gps的惯性导航系统(ins，inertial navigation system)设备，也可以为基于北斗卫星的惯性导航系统设备。若该惯性导航系统设备为基于gps的惯性导航系统设备，则该惯性导航系统(ins)设备可获取高精度gps位置数据。
56.在定位导航设备130为惯性导航系统(ins)设备时，定位导航设备130可在便携式图像采集设备采集图像时，获取图像对应的高精度位置数据之外，还可获取该图像对应的设备姿态数据、历史轨迹数据等。
57.实际工作中，通过便携式图像采集设备110获取图像的同时。通过惯性导航系统(ins)设备获取图像的高精度位置数据，并将图像的高精度位置数据同步至便携式图像采集设备110的图像中。同时获取该时刻采集到的图像的设备姿态数据和历史轨迹数据。便携式图像采集设备110将图像以及图像的高精度位置数据、设备姿态数据及历史轨迹数据上传至云服务器100。云服务器根据图像以及图像的高精度位置、设备姿态数据及历史轨迹数据进行三维场景构建，最终完成高精度场景构建。
58.可选地，定位导航设备130与便携式图像采集设备110的通信连接，可通过无线通信连接，例如：通过无线保真模块连接、蓝牙模块连接或者近距离通信模块连接。例如，若定位导航设备130为惯性导航系统设备，则可通过蓝牙模块连接。
59.可选地，定位导航设备130与所述便携式图像采集设备110的通信连接，也可为有线通信连接，例如通过串行通信接口有线通信连接。串行通信接口可以为usb接口。
60.定位导航设备130能够将高精度位置信息同步到便携式图像采集设备110，使得便携式图像采集设备110采集的图像附有精准的位置数据。
61.定位导航设备130与便携式图像采集设备110的通信连接的并不限于上述描述的通信方式，其还可以为其他未穷举的通信连接方式，只要能完成定位导航设备130将高精度位置信息同步到便携式图像采集设备110的通信连接方式，都可以采用，此处不做限定。从而以多种通信连接方式满足数据采集工作的实际需求。
62.综上，本技术提供的高精度场景的元数据采集设备，通过便携式图像采集设备采集场景图像，通过定位导航设备获取场景图像的高精度位置数据，并将该高精度位置数据同步至便携式图像采集设备，使得便携式图像采集设备采集到的场景图像附有精准的高精度位置数据，便携式图像采集设备将场景图像和高精度位置数据、设备姿态信息及历史轨迹数据上传云服务器，为三维场景的构建提供必要的元数据。
63.在图1的基础上，本技术实施例还提供了一种高精度场景构建系统，图3为本技术实施例提供的一种高精度场景构建系统的示意图。如图3所示，高精度场景构建系统包括高精度场景的元数据采集设备和云服务器100。该元数据采集设备中的便携式图像采集设备110可与云服务器100通信连接。
64.在本实施例中，便携式图像采集设备110通过摄像头获取图像的同时。通过定位导航设备130获取该图像对应的位置数据，并将该位置数据传输至便携式图像采集设备110中，可使得便携式图像采集设备110采集到的图像附有精准的位置数据。便携式图像采集设备110将采集到的图像，以及该图像对应的位置数据作为元数据传输至云服务器100，使得云服务器100可基于接收到的元数据进行高精度场景的三维建模，得到三维场景，可使得构建的三维场景尽可能为实际场景的复原场景，保证了三维场景的高精度构建。
65.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。