一种近景摄影测量系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种近景摄影测量系统及方法，其中，系统包括：近景影像获取装置与位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，处理装置分别与近景影像获取装置和位姿信息获取装置电连接；近景影像获取装置，用于获取目标物体的近景影像；位姿信息获取装置，用于获取自身的位姿信息；处理装置，用于根据近景影像和位姿信息，获取目标物体的三维坐标。本发明专利技术实施例提供的系统及方法，通过近景影像获取装置、位姿信息获取装置以及处理装置等构成，其中，近景影像获取装置与位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，即，近景影像获取装置和位姿信息获取装置均可根据测量需要随时进行拆卸更换，灵活性高。

A close range photogrammetry system and method

【技术实现步骤摘要】
一种近景摄影测量系统及方法
本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种近景摄影测量系统及方法。
技术介绍
近景摄影测量技术指的是近距离拍摄目标物体的影像，并以影像为基础，确定目标物体的三维坐标的技术。现有技术中，存在多种基于近景摄影测量技术开发的近景摄影测量系统，例如，影像全站仪。影像全站仪在传统的全站仪的基础上，集成了一个相机。其缺陷在于：影像全站仪中的相机不可更换，无法根据测量需求灵活更换不同拍摄精度的相机。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种近景摄影测量系统及方法，用以解决现有的技术中的近景摄影测量系统灵活性差的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种近景摄影测量系统，包括：近景影像获取装置、位姿信息获取装置以及处理装置；其中，所述近景影像获取装置与所述位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，所述处理装置分别与所述近景影像获取装置和所述位姿信息获取装置电连接；所述近景影像获取装置，用于获取目标物体的近景影像，并发送至所述处理装置；所述位姿信息获取装置，用于获取自身的位姿信息，并发送至所述处理装置；所述处理装置，用于根据所述近景影像和所述位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。进一步地，所述位姿信息获取装置为带有电子罗盘的实时动态测量仪。进一步地，还包括：对中杆，与所述近景影像获取装置连接，且所述对中杆的中心线与所述第一支架的中心线重合；相应地，所述处理装置，与所述对中杆通过第二支架可拆卸式连接。第二方面，本专利技术实施例提供一种基于第一方面的近景摄影测量系统的近景摄影测量方法，包括：根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像和位姿信息获取装置发送的自身的位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。进一步地，所述近景影像获取装置为相机；相应地，根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像和位姿信息获取装置发送的自身的位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标，之前还包括：对所述相机进行相机检校，以通过相机检校后的相机获取所述目标物体的近景影像。进一步地，根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像和位姿信息获取装置发送的自身的位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标，包括：根据所述位姿信息，获取所述近景影像获取装置的外方位元素初值；基于所述近景影像和所述外方位元素初值，通过相对定向方法、绝对定向方法和光束法平差方法，获取所述目标物体的三维坐标。进一步地，所述位姿信息包括所述位姿信息获取装置的位置坐标和姿态坐标，所述外方位元素初值包括所述近景影像获取装置的三个直线元素和三个角元素。进一步地，根据所述位姿信息，获取所述近景影像获取装置的外方位元素初值中的三个角元素的公式为：其中，为三个角元素，Ψ,Θ,Φ为所述位姿信息中的姿态坐标，为地面摄影测量坐标系到像空间坐标系的旋转矩阵，为地面摄影测量坐标系到地心地固直角坐标系的旋转矩阵，为地心地固直角坐标系到导航坐标系的旋转矩阵，为导航坐标系到磁偏角坐标系的旋转矩阵，为磁偏角坐标系到载体坐标系的旋转矩阵，为载体坐标系到像空间坐标系的旋转矩阵。进一步地，根据所述位姿信息，获取所述近景影像获取装置的外方位元素初值中的三个直线元素的公式为：其中，Xp,Yp,Zp为三个直线元素，XG,YG,ZG为所述位姿信息中的位置坐标，Ψ,Θ,Φ为所述位姿信息中的姿态坐标，为磁偏角坐标系到载体坐标系的旋转矩阵的逆矩阵，为导航坐标系到磁偏角坐标系的旋转矩阵的逆矩阵，L1是位姿信息获取装置的相位中心与近景影像获取装置中心的横向距离，L2是位姿信息获取装置的相位中心与近景影像获取装置中心的竖向距离。本专利技术实施例提供的一种近景摄影测量系统及方法，通过近景影像获取装置、位姿信息获取装置以及处理装置等构成，其中，近景影像获取装置与位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，即，近景影像获取装置和位姿信息获取装置均可根据测量需要随时进行拆卸更换，灵活性高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种近景摄影测量系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种近景摄影测量方法流程图；图3为本专利技术实施例提供的光束法平差的解算流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种近景摄影测量系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：近景影像获取装置101、位姿信息获取装置102以及处理装置103；其中，所述近景影像获取装置101与所述位姿信息获取装置102在竖直方向上通过第一支架104可拆卸式连接，所述处理装置103分别与所述近景影像获取装置101和所述位姿信息获取装置102电连接；所述近景影像获取装置101，用于获取目标物体的近景影像，并发送至所述处理装置103；所述位姿信息获取装置102，用于获取自身的位姿信息，并发送至所述处理装置103；所述处理装置103，用于根据所述近景影像和所述位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。具体地，本专利技术实施例提供的近景摄影测量系统至少包括近景影像获取装置101、位姿信息获取装置102以及处理装置103。其中，近景影像获取装置101可以为相机等能够采集到目标物体的近景影像的设备，本专利技术实施例对此不作具体限定。位姿信息获取装置102为能够获取自身位置坐标和姿态坐标的设备，例如，带有电子罗盘的实时动态测量仪，本专利技术实施例对此不作具体限定。近景影像获取装置101和位姿信息获取装置102在竖直方向上通过第一支架104连接，其中，第一支架104可根据ABS树脂制作，通过ABS树脂制作得到的第一支架具有抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及耐电气性等优点，但第一支架也可根据其他材料制作，本专利技术实施例对此不作具体限定。进一步地，近景影像获取装置101与第一支架104可拆卸式连接，具体地，近景影像获取装置101与第一支架104通过螺丝卡口固定，螺丝卡口能够防止近景影像获取装置101发生偏移，并且方便近景影像获取装置101进行拆卸更换。同样地，位姿信息获取装置102与第一支架104可拆卸式连接，具体地，位姿信息获取装置102与第一支架104通过螺丝卡口固定，螺丝卡口能够防止位姿信息获取装置102发生偏移，并且方便位姿信息获取装置102进行拆卸更换。可以理解的是，近景影像获取装置101和位姿信息获取装置102在竖直方向上通过第一支架104可拆卸式连接，其整体可以看作一个刚体，在使用过程中，二者的相对位置会保持不变。处理装置103可以为笔记本电脑、平板电脑等具有运算功能的设备，本专利技术实施例对此不作具体限定。近景影像获取装置101将获取到的目标物体的近景影像发送至处理装置103，并且，位姿信息获取装置102将获取到的自身的位姿信息发送至处理装置103，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近景摄影测量系统，其特征在于，包括：近景影像获取装置、位姿信息获取装置以及处理装置；其中，所述近景影像获取装置与所述位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，所述处理装置分别与所述近景影像获取装置和所述位姿信息获取装置电连接；所述近景影像获取装置，用于获取目标物体的近景影像，并发送至所述处理装置；所述位姿信息获取装置，用于获取自身的位姿信息，并发送至所述处理装置；所述处理装置，用于根据所述近景影像和所述位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。

【技术特征摘要】
1.一种近景摄影测量系统，其特征在于，包括：近景影像获取装置、位姿信息获取装置以及处理装置；其中，所述近景影像获取装置与所述位姿信息获取装置在竖直方向上通过第一支架可拆卸式连接，所述处理装置分别与所述近景影像获取装置和所述位姿信息获取装置电连接；所述近景影像获取装置，用于获取目标物体的近景影像，并发送至所述处理装置；所述位姿信息获取装置，用于获取自身的位姿信息，并发送至所述处理装置；所述处理装置，用于根据所述近景影像和所述位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。2.根据权利要求1所述的近景摄影测量系统，其特征在于，所述位姿信息获取装置为带有电子罗盘的实时动态测量仪。3.根据权利要求1所述的近景摄影测量系统，其特征在于，还包括：对中杆，与所述近景影像获取装置连接，且所述对中杆的中心线与所述第一支架的中心线重合；相应地，所述处理装置，与所述对中杆通过第二支架可拆卸式连接。4.一种基于权利要求1-3中任一所述的近景摄影测量系统的近景摄影测量方法，其特征在于，包括：根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像和位姿信息获取装置发送的自身的位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标。5.根据权利要求4所述的近景摄影测量方法，其特征在于，所述近景影像获取装置为相机；相应地，根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像和位姿信息获取装置发送的自身的位姿信息，获取所述目标物体的三维坐标，之前还包括：对所述相机进行相机检校，以通过相机检校后的相机获取所述目标物体的近景影像。6.根据权利要求5所述的近景摄影测量方法，其特征在于，根据近景影像获取装置发送的目标物体的近景影像...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋彩虹，蔡亚峰，
申请(专利权)人：武汉天际航信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42