一种物体位置确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术给出一种物体位置确定方法及装置，所述方法包括：使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息；观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离；使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置；或将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元；或将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元。精度高、可靠性高、成本低且易于布设。

【技术实现步骤摘要】
一种物体位置确定方法及装置
本专利技术涉及自动测量领域，尤其涉及一种物体位置确定方法及装置。
技术介绍
对建筑物或工业设施的位移检测、形变检测有着广泛的应用需求，其中，对桥梁、大坝和路轨的位移或形变检测是安全运营、生产的重要技术手段。目前，对大坝和桥梁位移、形变检测的方法包括视准线检测法、GPS（全球导航系统）以及这些方法与表面位移传感器的结合方法；对路轨（轨道交通行驶轨）的位移和形变检测包括基于CPIII(ControlPointIII)的绝对位移或形变的测量，或基于全站仪和测量车的性对位移或形变测量，或采用基于位移传感器的测量。视准线法对大坝和桥梁位移、形变检测，多采用固定端点设站法，即建立一条固定视准线来测定各位移标点的偏离值。这种方法观测简单，计算方便，是生产单位常用的方法。GPS检测法对大坝和桥梁位移、形变检测，是通过GPS/北斗卫星发送的导航定位信号确定地面待测点的三维坐标；或结合表面位移传感器实时监测坝体表面裂缝变形情况，通过触发式采集或者实时采集的方式，利用有线/无线远程网络传输实时数据到监控中心，及时了解坝体的裂缝发展情况。基于位移传感器的行驶轨位移测量的一种方式是使用电涡流位移传感器，目前的电涡流传感器可以克服对被测目标物材质敏感而产生灵敏度变化过大、测量量程缩短、线性度变差等缺陷。申请号为CN201510932848.2，专利技术名称为“一种视准线变形测量方法”的专利申请公开了一种视准线变形测量方法，能有效解决以全长基准线为照准基准，而基准线太长时，目标模糊，照准精度差，后视点与测点距离相差太远、望远镜调焦误差影响较大的问题，能有效减小大气折光对观测结果的影响。申请号为CN201410668036.7，专利技术名称为“一种全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法”包括：包括基座、设置于基座上的滑道、垂直于基座且能沿滑道滑动的照准部、固定在照准部底部的指针、设置在基座上且与读数指针对应的刻度面、激光器。使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点，通过激光器发出的激光确定观测方向，调整刻度面与视准面垂直，旋动三颗调节螺旋，确保基座水平，并将此时观测台正对变形监测点位的中心处的初始刻度值记录下来，找到变形监测点，指挥观测台操作员平移照准部，使照准部上带有瞄准十字的反射片与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准面的位移，也即其相对于原始位置的位移量。申请号为CN201610857432.3，专利技术名称为“基于激光监测的轨道状态在线监测方法”公开了一种由通信传输系统、轨道监控中心设备、激光距离探测器、微处理器及通信模块所实现的基于激光监测的轨道状态在线监测方法，能够对两根轨道之间的相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及形变进行在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。申请号为CN201611156166.8，专利技术名称为“一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法”公开了轨检小车向前移动过程中，轨面相机每隔一定距离采集存在固定几何失真的单轨图像，对图像进行几何矫正、匹配、拼接，从而得到一幅二维长轨图像，对长轨图像进行边缘检测，可初步获取长轨的内边缘。线结构光源从垂直钢轨纵轴方向发射出激光平面，激光平面在钢轨表面形成一条能够反映钢轨轮廓特征的光条曲线，轨侧相机每隔一段距离拍摄该光条曲线。对轨侧相机获取的图像进行光条细化、钢轨轮廓还原以及钢轨轮廓匹配，计算出钢轨轮廓的肥边值，根据计算出来的肥边值对相应位置的长轨内边缘进行补偿，从而得到轨面往下16mm处的长轨内边缘。根据该长轨内边缘，建立二维坐标，从而得到边缘上每一个点的坐标，即可计算出铁路轨道各处任意弦长的轨向。现有的位移和形变测量技术中，全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加。
技术实现思路
本专利技术给出一种物体位置确定方法及装置，用于克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。本专利技术给出一种物体位置确定方法,包括如下步骤：使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息；观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离；使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置；或将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元；或将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元；其中，一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。本专利技术给出一种物体位置确定装置,包含如下模块：基准面激光束照射信息获取模块，测距激光束模块，以及光束照射信息和距离信息处理模块；其中，基准面激光束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，包括光散射面子模块、光探测器子模块和光学成像子模块中的至少一种；测距激光束模块，用于观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离，包括光散射体子模块和光学成像传感器子模块，或包括测距激光束发送子模块；光束照射信息和距离信息处理模块，用于使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置；或将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元；或将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元；包括数据处理子模块和数据传输子模块中的至少一种；其中，一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。本专利技术实施例给出的方法及装置，可以克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。成本低、精度高、效率高，具有实用性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。附图说明图1为本专利技术实施例给出的一种物体位置确定方法流程图；图2为本专利技术实施例给出的一种物体位置确定装置组成示意图；图3为本专利技术实施例给出的一种物体位置确定装置包含的三维测量光靶组成示意图。实施例本专利技术给出一种物体位置确定方法及装置，用于克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体位置确定方法,包括：使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息；观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离；使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置；或将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元；或将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元；其中，一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。

【技术特征摘要】
1.一种物体位置确定方法,包括：使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息；观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离；使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置；或将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元；或将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元；其中，一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，其中，所述使用一维测量光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，包括：使用一维测量光靶的长条形散射面或柱形散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；以及使用位于一维测量光靶的一个维度内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在所述维度内的内的照射点；所述使用二维测量光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，包括：使用二维测量光靶的一个散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；使用位于二维测量光靶的一个平面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在一个平面内的两个或两个以上的照射点；以及使用分别位于二维测量光靶的一个平面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在该平面内的照射图象;所述使用三维测量光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种步骤：使用三维测量光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述两个平行的散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；使用分别位于三维测量光靶的两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的三个或三个以上的照射点；以及使用分别位于三维测量光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的照射图象。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点相对于测距基准点的距离，其中，所述观测测距激光束的照射信息，包括：对应于一维、二维和三维测量光靶中的任一种，使用测量光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在测量光靶上相对于距离测量点的照射位置；或使用光学成像传感器获取测距激光束在测量光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在测量光靶上相对于距离测量点的照射位置；所述发送测距激光束，包括：对应于一维、二维和三维测量光靶中的任一种，从测量光靶上的距离测量点向位置已知的测距基准点发送测距激光束，该测距激光束用于获取待测物体的位置参照点或距离测量点相对于测距基准点的距离。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述使用所述面状激光波束的照射信息和由所述测距激光束获取的距离确定待测物体的位置，包括：对应于一维测量光靶，使用面状激光波束对一维测量光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该测量光靶上的待测物体的位置参照点的距离，并且，使用由测距激光束获取的距离确定测距基准点至待测物体的位置参照点的距离；或，使用面状激光波束对一维测量光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该测量光靶上的距离测量点的距离，并且，使用由测距激光束获取的距离确定测距基准点至距离测量点的距离；对应于二维测量光靶，使用测量光靶包含的散射面截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的一字形照射光斑的图象、光探测器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置和光学成像传感器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置中的至少一种，确定观测基准面与散射体所在面的交线，将待测物体的位置参照点相对于该交线的距离值作为待测物体的位置参照点至观测基准面的距离值或距离的近似值，并且，使用由测距激光束获取的距离确定测距基准点至距离测量点的距离；对应于三维测量光靶，使用测量光靶的两个平行的散射面或包含光探测器和光学成像传感器中的任一种的有源平行面对从同一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面或对有源平行面对的切面，将待测物体的位置参照点和距离测量点中的任一种相对于切面的距离值作为待测物体的位置参照点或距离测量点相对于观测基准面的距离值，并且，使用由测距激光束获取的距离确定测距基准点至距离测量点的距离；所述将所述面状激光波束的照射信息和由发送测距激光束获取的距离发送至位置确定单元，包括：将面状激光波束的照射光斑图象、面状激光波束的照射点位参数、面状激光波束对二维光靶的交线表达参数、面状激光波束对三维光靶的切面表达参数，以及通过发送测距激光束获取的距离中的至少一种发送至位置确定单元；所述将所述面状激光波束的照射信息发送至位置确定单元，并且将测距激光束的照射信息发送至测距单元，包括：将面状激光波束的照射光斑图象、面状激光波束的照射点位参数、面状激光波束对二维光靶的交线表达参数、面状激光波束对三维光靶的切面表达参数发送至位置确定单元，并且，将观测到的测距激光束的照射光斑信息、由光电探测器和光学成像传感器获取的测距激光束的直接照射点位信息中的至少一种发送至测距单元。5.如权利要求1至4任一项所述方法，还包括如下至少一种步骤：移动测量光靶使其包含的待测物体的位置参照点或包含的与待测物体的位置参照点保持确定的位置对应关系的点的位置变化体现出待测物体表面的位置变化，以获取待测物体的表面的空间变化信息；移动测量光靶从第一面状激光波束覆盖的第一区域进入第二面状激光波束覆盖的第二区域的过程中，根据波束切换指示信息、地理位置信息、第一面状激光波束的光斑厚度信息、第一面状激光波束的强度信息、第二面状激光波束的光斑厚度信息、第二面状激光波束的强度信息、第一面状激光波束与第二面状激光波束在光斑厚度上的差别信息、第一面状激光波束与第二面状激光波束在强度上的差别信息中的至少一种，将对第一面状激光波束的观测切换为对第二面状激光波束的观测；以及移动测量光靶从第一面状激光波束覆盖的第一区域进入第二面状激光波束覆盖的第二区域的过程中，根据测距激光束切换指示信息、地理位置信息、第一测距激光束的光斑尺度信息、第一测距激光束的强度信息、第二测距激光束的光斑尺度信息、第二测距激光束的强度信息、第一测距激光束与第二测距激光束在光斑尺度上的差别信息、第一测距激光束与第二测距激光束在强度上的差别信息中的至少一种，将对第一测距激光束的观测切换为对第二测距激光束的观测；其中，第一区域与第二区域相邻或存在交叠；第一区域与第二区域由相同或不同的观测基准面覆盖；第一面状激光波束覆盖第一区域的观测基准面，第二面状激光波束覆盖第二区域的观测基准面；第一面状激光波束和第二面状激光波束分别由不同的光源发射；第一面状激光波束和第二面状激光波束使用的波长相同或不同。6.一种物体位置确定装置,包括：基准面激光束照射信息获取模块，测距激光束模块，以及光束照射信息和距离信息处理模块；其中，基准面激光束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维测量光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收覆盖该观测基准面的面状激光波束的照射信息，包括光散射...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡淼龙，
申请(专利权)人：浙江维思无线网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33