利用时间同步的大地测量制造技术

本公开提供了一种用于确定从测地仪器到测地目标的方向的方法。该方法包括从测地目标发射光学脉冲，使用布置在测地仪器处的照相机捕获测地目标的第一图像和第二图像，获取第一图像和第二图像之间的差值图像，以及基于光学脉冲在差值图像中的位置来确定从测地仪器到测地目标的方向。该方法还包括使测地仪器与测地目标同步，以用于与捕获第一图像同时地而与捕获第二图像不同时地发射光学脉冲。本公开还提供了测地仪器、测地目标和大地测量系统。

Geodesy Using Time Synchronization

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用时间同步的大地测量
本公开大体上涉及土地测量领域。具体地，本公开涉及一种用于确定从测地(geodetic)仪器到测地目标(target)的方向的方法。本公开还涉及测地仪器、测地目标和大地测量(geodeticsurveying)系统。背景测地仪器(如全站仪或经纬仪)可用于确定一个或更多个测地目标的方向和/或位置。例如，目标可以用于在施工现场标桩(stakeout)，或者定位于在施工现场上操作的施工车辆(constructionvehicle)上以便在车辆操作时引导这些车辆。在较大的施工现场，可能同时存在多个目标，和/或测地目标可能位于离测地仪器相当长距离的地方。因此，需要改进的测地仪器、测地目标和操作它们的方法，以精确地和有效地确定测地目标的方向和/或位置。概述为了至少部分地满足上述需求，本公开寻求提供至少一种改进的方法、改进的测地仪器和改进的测地目标，以用于确定从测地仪器到测地目标的方向。为了实现这一点，提供了如独立权利要求中所限定的方法、测地仪器和测地目标。在从属权利要求中提供了本公开的另外的实施例。根据第一方面，提供了用于确定从测地仪器到测地目标的方向的方法。在该方法中，可以从测地目标向测地仪器发射光学脉冲，并且可以使用布置在测地仪器处的至少一个成像设备捕获测地目标的第一图像和第二图像。测地仪器和测地目标可以被同步，以用于与捕获第一图像同时地发射光学脉冲，并且用于与捕获第二图像不同时地发射光学脉冲。可以获取第一图像和第二图像之间的差值图像(differenceimage)，并且可以基于光学脉冲在差值图像中的位置来确定从测地仪器到测地目标的方向。根据第二方面，提供了由测地仪器实现的用于确定到测地目标的方向的方法，该测地目标被配置为通过发射光学脉冲来进行自身识别。在该方法中，可以使用布置在测地仪器处的至少一个成像设备来捕获测地目标的第一图像和第二图像。测地仪器和测地目标可以被同步，以用于与测地目标发射光学脉冲同时地捕获第一图像，并且用于与测地目标发射光学脉冲不同时地捕获第二图像。可以获取第一图像和第二图像之间的差值图像，并且可以基于由测地目标发射的光学脉冲在差值图像中的位置来确定从测地仪器到测地目标的方向。根据第三方面，提供了测地仪器。测地仪器可以包括处理单元，该处理单元可以被配置为使得至少一个成像设备至少捕获测地目标的第一图像和第二图像，该测地目标被配置为通过发射光学脉冲来进行自身识别。处理单元还可以被配置为同步至少一个成像设备，以与测地目标发射光学脉冲同时地捕获第一图像，并且与测地目标发射光学脉冲不同时地捕获第二图像。处理单元还可以被配置为从至少一个成像设备接收第一图像和第二图像，获得第一图像和第二图像之间的差值图像，并且基于由测地目标发射的光学脉冲在差值图像中的位置来确定从测地仪器到测地目标的方向。根据第四方面，提供了被配置为通过发射光学脉冲而向测地仪器识别自身的测地目标。测地目标可以包括光源，该光源可以被配置成发射光学脉冲。测地目标还可以包括处理单元，该处理单元可以被配置为使光源同步成与测地仪器捕获第一图像同时地而与测地仪器捕获第二图像不同时地发射至少一个光学脉冲。上述方面的方法、测地仪器和测地目标是有利的，例如，这是因为就明确性(unambiguity)而言可以执行对测地目标的更可靠的识别。除了由测地目标发射的光学脉冲之外，待测量的场景可以包含源自干扰源的附加的光，例如来自车辆、建筑物、交通信号灯的光或来自太阳的光。通过获取第一图像和第二图像之间的差值图像，这种干扰光可以被测地仪器滤除和拒绝，从而降低或消除测地仪器对于捕获的光是否源自测地目标变得困惑的风险。此外，通过如上所述使光学脉冲的发射与第一图像和第二图像的捕获同步，光学脉冲可以仅在成像设备捕获第一图像时的短时间内被发射。这可以允许光学脉冲的持续时间减少，并且允许光学脉冲的幅度增加同时仍将光源的功耗保持在其热极限内。随着光学脉冲的幅度的增加，脉冲在被衰减到不能被布置在测地仪器处的成像设备检测到之前可以行进的距离可由此增加，这可以允许测地仪器和测地目标之间的测量距离增加。根据一个实施例，同步可以包括接收指示公共事件的信号。例如，指示公共事件的信号可以是无线电信号、光学信号或电子信号。该信号可以包含例如指示公共事件的脉冲，或者该信号可以更复杂并且包含一起指示公共事件的许多脉冲和/或码(code)。还设想该信号可以是机械信号，其中例如使用例如激波或一个或更多个其他机械力/冲击(impulse)来传递脉冲。根据一个实施例，指示公共事件的信号可以包括电磁信号或电信号。对于电磁信号，设想例如无线电信号、无线网络信号、光学信号或类似信号。对于电信号，设想在例如电缆或电线中传播的信号。根据一个实施例，指示公共事件的信号可以包括全球导航卫星系统、GNSS、码。这种信号可以源自例如GPS、GLONASS或北斗卫星，并且由例如测地仪器或测地目标接收，并且使用例如适用于这种目的的集成电路进行处理。根据一个实施例，指示公共事件的信号可以是单个电脉冲或单个电磁脉冲。通过使用单个脉冲，可以减少对更复杂的集成电路的需求。根据一个实施例，指示公共事件的信号可以由测地仪器从测地目标接收。在一个实施例中，指示公共事件的信号可以由测地目标从测地仪器接收。在另外的实施例中，指示公共事件的信号可以由测地目标和测地仪器从第三方设备接收。第三方设备可以是例如卫星、广播时间信号的无线电塔或其他广播装备。第三方设备也可以是附加的测地仪器或附加的测地目标。根据一个实施例，可以在特定时间间隔内捕获第一图像和第二图像。例如，特定时间间隔可以对应于至多至少一个成像设备的一次帧读出时间加上两倍的帧曝光时间。通过在时间上紧接地捕获第一图像和第二图像，可以减少在待测量的场景中发生的变化的影响。例如，这种变化可以是正在场景中移动的某物。对应于用于捕获第一图像的一次帧曝光时间、用于读出所捕获的第一图像的一次帧读出时间和用于捕获第二图像的一次帧曝光时间的特定时间间隔就成像设备的性能而言可以导致在捕获这两个图像之间经过的时间最短。对应于至多至少一个成像设备的两倍的帧曝光时间加上一次帧读出时间的特定间隔仅仅是提供本公开的其他益处的示例。在某些情景和情况下，特定时间间隔可以更长。本文中，帧曝光时间可以对应于成像设备捕获图像(即，例如在成像设备中的成像传感器处收集足够的光子)所花费的时间，同时帧读出时间可以对应于从成像传感器读出图像信息所需要的时间。根据一个实施例，第一图像可以由第一成像设备捕获，第二图像可以由第二成像设备捕获。利用两个成像设备，可以同时捕获第一图像和第二图像，或者在比例如成像设备之一的帧读出时间更短的时间间隔内捕获第一图像和第二图像。这可进一步帮助减少场景中的变化——例如车辆的移动、风引起的移动或其他原因引起的移动——的影响。根据一个实施例，可以重复地捕获第一图像和第二图像，以按照交错的方式捕获多个第一图像和多个第二图像。此处，“交错的方式”意味着图像被捕获使得第一图像后面跟着第二图像，并且该第二图像后面又跟着另一个第一图像，并且按照交替的方式以此类推。通过捕获多个第一图像和第二图像，可以获取多个差值图像，并且可以基于光学脉冲在多个差值图像中的位置来确定从测地仪器到测地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定从测地仪器(110)到测地目标(120)的方向的方法，所述方法包括：从所述测地目标向所述测地仪器发射光学脉冲(130)；使用布置在所述测地仪器处的至少一个成像设备(112)捕获所述测地目标的第一图像(150)和第二图像(152)；使所述测地仪器与所述测地目标同步，以用于与捕获所述第一图像同时地发射所述光学脉冲，并且用于与捕获所述第二图像不同时地发射所述光学脉冲；获取所述第一图像和所述第二图像之间的差值图像(160)；和基于所述光学脉冲在所述差值图像中的位置(170)，确定从所述测地仪器到所述测地目标的方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定从测地仪器(110)到测地目标(120)的方向的方法，所述方法包括：从所述测地目标向所述测地仪器发射光学脉冲(130)；使用布置在所述测地仪器处的至少一个成像设备(112)捕获所述测地目标的第一图像(150)和第二图像(152)；使所述测地仪器与所述测地目标同步，以用于与捕获所述第一图像同时地发射所述光学脉冲，并且用于与捕获所述第二图像不同时地发射所述光学脉冲；获取所述第一图像和所述第二图像之间的差值图像(160)；和基于所述光学脉冲在所述差值图像中的位置(170)，确定从所述测地仪器到所述测地目标的方向。2.一种由测地仪器(110)实现的用于确定到测地目标(120)的方向的方法，所述测地目标被配置为通过发射光学脉冲(130)来进行自身识别，所述方法包括：使用布置在所述测地仪器处的至少一个成像设备(112)捕获所述测地目标的第一图像(150)和第二图像(152)；使所述测地仪器与所述测地目标同步，以用于与所述测地目标发射所述光学脉冲同时地捕获所述第一图像，并且用于与所述测地目标发射所述光学脉冲不同时地捕获所述第二图像；获取所述第一图像和所述第二图像之间的差值图像(160)；和基于由所述测地目标发射的所述光学脉冲在所述差值图像中的位置(170)，确定从所述测地仪器到所述测地目标的方向。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述同步包括接收指示公共事件的信号。4.根据权利要求3所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号包括电磁信号或电信号。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号包括GNSS码。6.根据权利要求4所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号是单个电脉冲或单个电磁脉冲。7.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号是由所述测地仪器从所述测地目标接收的。8.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号是由所述测地目标从所述测地仪器接收的。9.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其中，指示所述公共事件的所述信号是由所述测地目标和所述测地仪器从外部设备接收的。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一图像和所述第二图像在对应于至多所述至少一个成像设备的一次帧读出时间加上两倍的帧曝光时间的时间间隔内被捕获。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一图像由第一成像设备捕获，并且所述第二图像由第二成像设备捕获。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，重复地捕获所述第一图像和所述第二图像，以按照交错的方式捕获多个第一图像和多个第二图像。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个第一图像以与所述测地目标被配置为发射多个后续的光学脉冲的速率相对应的速率被捕获。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述多个第一图像和所述多个第二图像以与所述测地目标被配置为发射所述多个后续的光学脉冲的速率的两倍相对应的组合速率被捕获。15.根据权利要求14所述的方法，其中，第一图像和紧接在前的第二图像之间的时间间隔等于所述第一图像和紧接在后的第二图像之间的时间间隔。16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，所述多个第一图像和所述多个第二图像以对应于至少60Hz的组合速率被捕获。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个成像设备的帧曝光时间短于或等于由所述测地目标发射的所述光学脉冲的持续时间。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：使所述测地仪器与所述测地目标和被配置为通过发射光学脉冲(132)来识别自身的第二测地目标(122)同步，以用于与所述第二测地目标发射所述光学脉冲不同时地捕获所述第一图像。19.根据权利要求18所述的方法，还包括：使用布置在所述测地仪器处的所述至少一个成像设备捕获所述测地目标和所述第二测地目标的第三图像(154)；使所述测地仪器与所述测地目标和所述第二测地目标同步，以用于与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·凯伦，M·努登费尔特，C·格拉瑟，
申请(专利权)人：天宝公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE