跟踪方法和跟踪系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于确定在壁3上标出的部位2的位置53的跟踪方法，其具有各步骤。利用可移动的测量站6的沿观察方向18定向的照相机17在第一图像9中记录标出的部位2。确定第一像点(S)的图像坐标x0、y0，在第一图像9中，标出的部位2映射到所述图像坐标上。围绕基站5的至少一个轴线29以按照预定的过程改变的发射方向41旋转或枢转包括至少一个光束40的射束，以用于在内部空间的壁3上产生光点8的游动的图案。在观察方向18下记录壁3的一系列的图像9，其中在所述系列中，游动的光点8之一映射到至少一个第二像点P1、P2上。确定所述至少一个第二像点P1、P2的图像坐标x1、y1；x2、y2。基于记录相应的图像9的时刻确定光束40的发射方向41，所述光束的光点8在一定的时刻在图像9之一中映射到至少一个第二像点P1、P2上。基于沿从基站5出发的测量方向44在参考数据库52中存储的相对于壁3的距离测量确定基站5的轴线29相对于壁3沿发射方向41的距离d1、d2。基于第一像点(S)的图像坐标x0、y0、第二像点P1、P2的图像坐标、属于第二像点P1、P2的发射方向41和基站5的轴线29相对于壁3沿所属的发射方向41的相应的距离(d1、d2)确定标出的部位2的位置。

Tracking method and tracking system

The present invention relates to a tracking method for determining the position 53 of the position 2, which is marked on wall 3. A camera 18, which is oriented in the direction of observation, in a moving direction of the measuring station 6, is recorded in a first image 9 in a first position in the first image 2. The image coordinates x0 and Y0 of the first image point (S) are determined. In the first image 9, the marked position 2 is mapped onto the image coordinate. Around 5 of the base station at least one axis 29 in accordance with the emission direction of the predetermined process change 41 rotating or pivoting includes at least one light beam for 40, in the inner space of the wall on the 3 generation 8 swimming spot pattern. A series of images 18, 3 of which are recorded in the viewing direction (s), wherein one of the traveling light spots is mapped to at least one of the second image points (P1, P2) in the series 9. The image coordinates X1 and P2 of the at least second image points P1 and Y1 are determined; X2, y2. The 40 of the light beam is mapped to at least one of the second image points P1, P2, at a certain moment in the image of the light beam at a certain time, based on the time of recording the corresponding image 9 (41). Based on the measurement direction 5 from the base station 44, the distance between the axis 29 of the base station (s), which is stored in the reference database (s) 52, and the distance between the axis of the base station (5) and the wall (D2) of the base station (s), which is located at a distance of 41, is determined by a distance of d1. The first point (S) based on the image coordinates of x0, Y0, P1, P2 second as the image coordinates, which belongs to the second point P1, like the launch of P2 41 and the base 5 axis direction relative to the wall along the 29 3 is 41 of the emission direction of the corresponding distance (D1, D2) to determine the marked position the position of 2.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种跟踪方法，其设计用于测量壁上的位置。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于确定在壁上标出的部位的位置的跟踪方法，其具有各步骤。利用可移动的测量站的沿观察方向定向的照相机在第一图像中记录标出的部位。确定第一像点的图像坐标，在第一图像中标出的部位映射到所述图像坐标上。以按照预定的过程改变的发射方向围绕基站的至少一个轴线旋转或枢转包括至少一个光束的射束，以用于在内部空间的壁上产生光点的游动的图案。沿观察方向记录壁的一系列的图像，其中，在所述系列中，游动的光点之一映射到至少一个第二像点上。确定所述至少一个第二像点的图像坐标。基于记录相应的图像的时刻确定光束的发射方向，所述光束的光点在一定的时刻在图像之一中映射到至少一个第二像点上。基于沿从基站出发的测量方向在参考数据库中存储的相对于壁的距离测量确定基站的轴线相对于壁沿发射方向的距离。基于第一像点的图像坐标、第二像点的图像坐标、属于第二像点的发射方向和基站的轴线相对于壁沿所属的发射方向的相应的距离确定标出的部位的位置。所述射束可以包括正好一个光束或多个彼此以恒定的角距离设置的光束。所述系列可以具有一个或多个图像，所述图像的特征在于相同的观察方向。在一系列不同的图像中，分别一个光束的所述光点可以映射到不同的像点上，或不同的光束的光点可以映射到不同的像点上。一种设计规定，来自所述系列的图像中的第一图像在第一时刻并且来自所述系列的图像中的第二图像在不同于第一时刻的第二时刻被拍摄。第一时刻可以自适地适配，以便将游动的图案的光点之一映射到图像的边缘上的像点上，并且第二时刻自适地适配，以便将游动的图案的光点之一映射到图像的另一个边缘上的一个像点上。沿测量方向的距离测量优选利用光学的距离测量单元的测量光束进行。所述跟踪方法可以具有与跟踪阶段分开的初始化阶段。在初始化阶段期间，所述至少一个测量光束围绕至少一个轴线以按照预定过程改变的测量方向旋转或枢转。所述轴线相对于壁沿测量方向的相应的距离基于运行时间和/或测量光束的干涉测量被测量。测量方向和配属地测量的距离可以在参考数据库中存储。在跟踪阶段期间沿光束的发射方向的距离借助参考数据库中的与发射方向一致的测量方向或存储的距离的按照存储的测量方向相对于发射方向的相应的差别加权的平均值确定。一种设计规定，在初始化阶段期间，测量光束以第一角速度旋转或枢转并且在跟踪阶段期间所述光束的射束以第二角速度旋转或枢转，其中第二角速度大于第一角速度。一种设计规定，具有至少一个光束的射束旋转或枢转的过程相同于测量光束旋转或枢转的过程。一种设计规定，所述射束围绕正好一个轴线旋转或枢转并且所述射束具有至少两个光束，所述光束在包含轴线的平面中以一个角度相对彼此倾斜。基站使射束围绕例如竖直的轴线运动并且通过运动和时刻实现水平的分辨率。垂直的分辨率通过光束的不同的仰角获得。垂直的分辨率通过光束的数量限定并且显著小于通过时间测量限定的在水平的平面中的分辨率。当然典型的内部空间的结构沿竖直的方向相对于水平的方向示出相对较少的改变。附图说明后续的说明借助示例的实施形式和附图解释本专利技术。在图中示出：图1示出跟踪系统；图2示出跟踪系统的标出器；图3示出可移动的测量站；图4示出由测量站记录的图像；图5、图6示出基站；图7示出属于图4的图像的包括跟踪系统的内部空间；图8示出一个系列的两个叠加的图像；图9示出包括跟踪系统的内部空间；图10示出图9的内部空间的一系列的三个叠加的图像；图11，图12示出基站；图13示出可移动的测量站。相同的或功能相同的元件通过相同的附图标记在图中指示，只要没有不同地说明的话。具体实施方式可以使用跟踪系统1，用于测量在壁3上的部位2的位置。一种应用规定，通过显示器4向使用者通知部位2的空间坐标。所述位置可以例如关于跟踪系统1的基站5的方位或关于壁3的之前标出的部位2给出。另一种应用规定，在建筑图上可看到属于壁3上的标出的部位2的位置。在进一步构成中，建筑图围绕标出的部位2直接投射到壁3上。壁3代表建筑物尤其是顶面和地面，并且还有封闭内部空间的可运动的元件如门、窗等的所有内面。图1的示例性的跟踪系统1包含静止的基站5、可移动的测量站6和标出器7。使用者可以利用标出器7标出壁3上的任意的部位2。可移动的测量站6在一定的时刻记录标出的部位2相对于运动的光点8的相对位置，静止的基站5将所述光点投影到壁3上。静止的基站5确定在所述时刻由光点8在壁3上占据的绝对的位置，由此可确定标出的部位2在基站5的坐标系中的绝对位置。示例性的跟踪系统1可以确定可移动的测量站6在内部空间中相对于基站5的位置。可移动的测量站6为此在短的时间段中将在壁3上的三个或更多不同的部位上的运动的光点8记录在图像9中。检测光点8的一个时刻或多个时刻被利用，以便由基站5查询在壁3上的光点8的相应的部位的坐标。所述部位基于图像9的三角测量得出可移动的测量站6的位置。标出器7可以例如是包括把手11的板10，使用者物理地将所述把手保持到壁3上。板10具有小的观察孔12，使用者将所述观察孔在定位壁3上的部位2上。在板10上有光学的位置标记13。所述位置标记13可以例如通过多个以一个图案设置的发光二极管构成。此外标出器7可以具有一个显示器4和多个操作元件14、例如按键。使用者可以通过操作元件14要求标出器7的位置确定。在显示器4中示出当前的位置。此外可以将当前的位置作为基础坐标系15的原点确定，就此可以以简单的方式实施在壁3上的两个部位2的距离测量。备选的标出器基于手持式的光指示器、例如激光笔。使用者利用光指示器指向到要确定的部位上。在标出器中的位置标记因此是由光指示器在壁上产生的位置标记。标出器可以同样设有显示器和操作元件。可移动的测量站6可以在空间中的支架16上安装(图3)。所述方位优选不同于基站5的方位(图1)。可移动的测量站6具有照相机17，所述照相机沿观察方向18记录壁3的图像9。观察方向18同轴于照相机17的光轴。照相机17的视野19确定对于跟踪系统1可见的壁区段20，在所述壁区段中，标出器7的位置标记13由跟踪系统1检测。壁区段20必须由光点8经过。光点8可以周期性地进入和退出照相机17的视野19。使用者以已知的方式通过照相机17的物镜21和照相机17与壁3的距离22影响视野19的大小并且借此影响可见的壁区段20。在支架16中可以接纳通常很大程度上水平定向的照相机17。备选于固定的方位，照相机17可以由使用者携带，例如在安全帽上紧固。在这里基于可移动的测量站6和照相机17的完全未知的定向需要更多测量的信息，以便确定在壁3上和在内部空间中的位置。接着所述跟踪方法部分地需要壁区段20的多个图像9。观察方向18、即壁区段20必须对于相继的图像9是相同的。因为图像9可以以一秒的一小部分相继地被拍摄，所以手持式的测量站6的典型运动或在安全帽上的布置是无问题的。只要使用者正确地安装可移动的测量站6，则光点8至少暂时在照相机17的视野19中。典型地，如由基站5的说明还可看出的，光点8大多在视野19外，但周期性并且在相同的部位进入所述视野中。照相机17连续记录壁区段20的图像9。照相机17具有触发器23，所述触发器确定用于记录图像9的时刻。触发器23可以通过测量站6的内部的固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定在壁(3)上标出的部位(2)的位置(53)的跟踪方法，包括步骤：利用可移动的测量站(6)的沿观察方向(18)定向的照相机(17)在第一图像(9)中记录标出的部位(2)；确定第一像点(S)的图像坐标(x0、y0)，将标出的部位(2)在第一图像(9)中映射到所述第一像点上；围绕基站(5)的至少一个轴线(29)以按照预定的过程改变的发射方向(41)重复地旋转或枢转包括至少一个光束(40)的射束，以用于在内部空间的壁(3)上产生光点(8)的游动的图案；从观察方向(18)记录壁(3)的一系列的图像(9)，其中，在所述系列中，将游动的光点(8)之一映射到至少一个第二像点(P1、P2)上；确定所述至少一个第二像点(P1、P2)的图像坐标(x1、y1；x2、y2)；基于记录相应的图像(9)的时刻确定光束(40)的发射方向(41)，将所述光束的光点(8)在一定的时刻在图像(9)之一中映射到所述至少一个第二像点(P1、P2)上，基于沿从基站(5)出发的测量方向(44)在参考数据库(52)中存储的相对于壁(3)的距离测量确定基站(5)的轴线(29)相对于壁(3)沿发射方向(41)的距离(d1、d2)；并且基于第一像点(S)的图像坐标(x0、y0)、第二像点(P1、P2)的图像坐标、属于第二像点(P1、P2)的发射方向(41)和基站(5)的轴线(29)相对于壁(3)沿所属的发射方向(41)的相应的距离(d1、d2)确定标出的部位(2)的位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.01 EP 14179441.21.用于确定在壁(3)上标出的部位(2)的位置(53)的跟踪方法，包括步骤：利用可移动的测量站(6)的沿观察方向(18)定向的照相机(17)在第一图像(9)中记录标出的部位(2)；确定第一像点(S)的图像坐标(x0、y0)，将标出的部位(2)在第一图像(9)中映射到所述第一像点上；围绕基站(5)的至少一个轴线(29)以按照预定的过程改变的发射方向(41)重复地旋转或枢转包括至少一个光束(40)的射束，以用于在内部空间的壁(3)上产生光点(8)的游动的图案；从观察方向(18)记录壁(3)的一系列的图像(9)，其中，在所述系列中，将游动的光点(8)之一映射到至少一个第二像点(P1、P2)上；确定所述至少一个第二像点(P1、P2)的图像坐标(x1、y1；x2、y2)；基于记录相应的图像(9)的时刻确定光束(40)的发射方向(41)，将所述光束的光点(8)在一定的时刻在图像(9)之一中映射到所述至少一个第二像点(P1、P2)上，基于沿从基站(5)出发的测量方向(44)在参考数据库(52)中存储的相对于壁(3)的距离测量确定基站(5)的轴线(29)相对于壁(3)沿发射方向(41)的距离(d1、d2)；并且基于第一像点(S)的图像坐标(x0、y0)、第二像点(P1、P2)的图像坐标、属于第二像点(P1、P2)的发射方向(41)和基站(5)的轴线(29)相对于壁(3)沿所属的发射方向(41)的相应的距离(d1、d2)确定标出的部位(2)的位置。2.按照权利要求1所述的跟踪方法，其特征在于，将壁(3)的所述系列的第二图像(9)在游动的光点(8)之一的至少两个不同的像点(P1、P2、P3)上映射并且标出的部位(2)的位置(53)基于所述至少两个不同的像点、属于所述像点的不同的发射方向(41)和相应的距离(d1、d2)确定。3.按照权利要求1或2所述的跟踪方法，其特征在于，在第一时刻t1拍摄来自所述系列的第一图像(9)并且在不同于第一时刻t1的第二时刻t2拍摄来自所述系列的第二图像(9)。4.按照权利要求3所述的跟踪方法，其特征在于，使第一时刻t1自适地适配，以便将游动的图案的光点(8)之一映射到图像(9)的边缘上的像点(P1)上，并且使第二时刻t1自适地适配，以便将游动的图案的光点(8)之一映射到图像(9)的另一个边缘上的像点(P3)上。5.按照上述权利要求之一所述的跟踪方法，其特征在于，在初始化阶段期间，所述至少一个测量光束(45)围绕至少一个轴线(29)以按照预定过程改变的测量方向(44)旋转或枢转；基于测量光束(45)的运行时间和/或干涉测量来测量所述轴线(29)相对于壁(3)沿测量方向(44)的相应的距离(d)并且将测量方向(44)和所属地测量的距离(d)存储在参考数据库(52)中；在跟踪阶段期间，借助参考数据库(52)中的与发射方向(41)一致的测量方向(44)或存储的距离(d)的按照存储的测量方向(44)相对于发射方向(41)的相应差而加权的平均值确定沿光束(40)的发射方向(41)的距离(d)。6.按照权利要求5所述的跟踪方法，其特征在于，在初始化阶段期间，将测量光束(45)...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·布拉拉，S·汗多日科，P·施密特，
申请(专利权)人：喜利得股份公司，
类型：发明
国别省市：列支敦士登;LI