大地测量仪器中的图像处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在使用大地测量仪器（２）的情况下的物体（１）的大地测量方法，该大地测量仪器（２）具有用于捕捉至少要大地测量的物体（１）的记录图像（４）的记录装置（３）。在算出记录装置（３）的捕捉带（５）的角度定向后，捕捉记录图像（４）至少部分以显示图像（６）的形式显示该记录图像（４）。通过确定至少一个要分配的显示图像坐标（８）来决定记录图像坐标（７），并把该记录图像坐标（７）变换成至少一个大地测量值，特别是立体角。以可设置在显示图像上的模型的形式的至少部分对物体（１）进行描述的模板（１０）协助使用者进行目标点确定。在调用和设置模板（１０）之后，使该模板与所记录的物体（１ａ）适应，并借助于模板（１０）的特征点（１１）算出记录图像坐标（７）。本发明专利技术还涉及电子显示和控制装置（３１）、大地测量仪器（２）以及用于执行该方法的计算机程序产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在使用大地测量仪器的情况下借助于图像处理的物体的大地测量方法和装置。
技术介绍
为了记录测量环境中的定义点的特性，特别是具有空间关系的数据，以往许多测量装置是公知的。作为空间标准数据，在此记录有测量仪器连同可能现有的基准点在内的位置，以及针对测量点的方向、距离和角度。以往的改善通常涉及使用精度和速度都有提高的新技术方法。然而，现有技术的这种装置仍然要求使测量仪器直接定向到要测量的点。这通常借助于专门的定向装置(例如光学望远镜)来进行。这种测量仪器的一个众所周知的示例是经纬仪。关于现有技术的大地测量装置的概况可参见“Elektronische Entfernungs-undRichtungsmessung”，R.Joeckel und M.Stober，4.Auflage，VerlagKonrad Wittwer，Stuttgart，1999，以及“Elektronic DistanceMeasurement”，J.M.Rüeger，4.Auflage，Springer-Verlag，Berlin，Heidelberg 1996。通过把大地测量仪器与可相对于该仪器移动的或者可独立携带的屏幕进行组合，从人机工程学和测量技术方面来看可取得优势。在此，常规的望远镜目镜由电子记录装置取代，从而可使以往必要的操作者与仪器的结合、以及由于肉眼的利用而引起的要求或限制被取消。仪器的控制以及因此要执行的测量通过屏幕的显示器以及数据和控制指令用的合适的输入装置电子化地进行。然后，可在进行定向后使用各种方法执行测量，例如通过测量角度偏差，以及通过三角测量或借助于激光器进行补充的距离测量。专利文献JP 02130409A和JP 03167412A公开了经纬仪与摄像机的组合体，使用该组合体将可实现迅速和精确的三维测量。在此，采用两个经纬仪-摄像机组合体同时执行以下工作，即采用各自的摄像机记录图像，以及借助于经纬仪进行角度测量。在此，摄像机和经纬仪的轴各自平行，使得经纬仪的角度测量与由该组合体的摄像机所记录的图像联系在一起。可从至少两个以不同角度所记录的图像推导成像物体的三维位置。欧洲专利申请EP 0 481 278和从属的德国技术DE 90 07 731 U公开了一种可光电显示的空间点的定位用的测量装置。该测量装置具有可移动的测量头，该测量头具有作为目标捕捉仪器的照相机以及测距仪器，其目标轴相互精确定向。目标点通过以下方式来测量，即使用照相机捕捉该目标点，随后把照相机轴定向到目标点。测距仪器的精确定向也与此相结合，从而使其轴同样指向要测量的点。在同一申请人的申请号为01127378的欧洲专利申请中描述了一种测量仪器，该测量仪器可通过将记录装置和显示装置分离，以人机工程学的有利方式进行操作。通过把显示装置与数据输入装置合适组合，可提供一种特有的操作模块，该操作模块也可独立和脱离于测量仪器来使用，并与该测量仪器通过通信装置建立连接。把这种模块与多个测量仪器一起用作传感部件，可形成可遥控的大地测量系统。在所示的测量范围内，位置标记是可位移的，通过该位置标记可确定测量过程的参数并触发测量过程。后续的测量过程把测量仪器的测量所需部件定向到由位置标记所决定的位置，并执行测量。国际PCT申请WO 99/60335公开了一种大地测量装置，该大地测量装置使用照相机捕捉目标范围并显示在屏幕上。可在该范围内选择目标，并使用测距仪通过以下方式测量其距离，即把测距仪作为完整仪器与其轴一起定向到所选择的目标。在此，照相机和测距仪要么共同要么相互独立地通过电动机移动。在申请号为02022820的欧洲专利申请中描述了一种大地测量仪器，该大地测量仪器使测量所需光束在光学系统的捕捉范围内移动，而为此不要求整个光学系统或者较大部件的通常所需移动。这可通过把电子记录装置的光学部件用于发射光束来实现。使用通过记录装置的光学系统所发射的光束，可基本上对全部所捕捉且在显示装置上所显示的目标进行测量，而不必使记录装置的光轴或者测量仪器的另一独立部件移动。在此，记录装置涉及成像装置，该成像装置用于针对测量点确定目标点。为执行测量所需要的检测器也可装入在其他测量仪器内，从而例如通过具有这种电子显示和控制装置的测量仪器使用光束确定和照射目标，然而该测量由一个或多个其他仪器执行。现有技术的所有所述装置对于针对某一点的每一次测量，需要通过重新定向测量装置和发射信号来测量该点。因此，对于每个测量过程必须使测量仪器的部件移动和定向。但是，恰恰对于现场适用的系统，测量仪器和测量过程的复杂性关系重大，从而减少复杂性带来直接好处。此外，部件的频繁移动导致磨损或者需要部件的减少磨损或耐磨损的技术配置。另一缺点是以下必要性，即各仪器必须各自具有自身的定向装置，以便把测量仪器或测量光束的轴定向到目标。即使对于专门测量任务来说，所有目标总是位于记录装置的捕捉范围内，对于各测量过程也必须进行逐点定向或瞄准和后续测量。另一方面，通过专门设计要测量的目标点，例如通过使用反射器作为所谓的合作目标，可实现至少部分自动化测量。然而，为此有必要把要测量的合作目标安装在要测量的点上，这特别是反映在增高的消耗上。此外，使用合作目标不是在所有情况下都能做到，例如在测量无法到达的位置时。而且自动化的目标搜索和定向过程需要增高的技术和时间消耗。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是实现对非合作然而结构化的目标的半自动化测量。另一目的是无需机械调整测量仪器的部件就能实现对某个范围内的非合作目标的测量。另一目的是简化根据类型的大地测量仪器的结构。另一目的是减少在使用根据类型的大地测量仪器时的时间和精力消耗。这些目的通过实现独立权利要求的特征来达到。以替代或有利的方式使本专利技术进一步发展的特征可以从从属专利权利要求中得知。解决方案利用所捕捉的观测范围的电子记录。对此使用图像数据，这些图像数据是使用大地测量仪器，特别是经纬仪或视距仪来记录的。为了可将这些图像数据考虑用于测量物体，必须校准总的测量仪器-图像传感器-系统。这种视频测量仪器系统现可用来测量任意结构化的物体。不再针对有效或合作目标指示测量者，以便执行半自动化的点决定。通过把测量者纳入到半自动化测量过程中，可实现一方面为人的控制和另一方面为算法可靠性的两方面的理想结合。至少部分对要测量的物体进行描述的以模型形式的模板协助测量者选择要测量的物体的目标点。如果需要，借助于无反射器的距离测量决定物体的第三维。在本上下文中，“大地测量仪器”概念一般总是应理解为以下测量仪器，该测量仪器具有用于测量或检查具有空间关系的数据的装置。特别是，这涉及针对基准点或测量点的方向或角度和/或距离的测量。然而此外，还可设有其他装置，例如卫星辅助定位(例如GPS、GLONASS或GALILEO)用的部件，这些装置可用于补充测量或数据记录。特别是，这里，这种大地测量仪器应理解为经纬仪，具有电子角度测量和电光测距仪的作为视距仪的所谓总站，以及水准仪。同样，本专利技术适合于在具有类似功能的专业化装置中使用，例如在军用罗盘或者在工业建筑或过程监视中使用。因此，该系统同样被包含在“大地测量仪器”概念中。大地测量仪器具有电子记录装置，该电子记录装置在捕捉带内捕捉以记录图像形式的物体，首先是要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在使用大地测量仪器（２，２’）的情况下的物体（１）的大地测量方法，该大地测量仪器（２，２’）具有用于捕捉至少要大地测量的物体（１）的记录图像（４）的电子记录装置（３，３’），　　　　该方法具有以下步骤：　　　　.算出记录装置（３，３’）的捕捉带（５）的角度定向；　　　　.捕捉记录图像（４）；　　　　.视觉显示以显示图像（６，６’，６”）的形式的记录图像（４）的至少一个分区域；　　　　.通过确定至少一个要分配的显示图像坐标（８，８’，８”）来决定记录图像坐标（７）；以及　　　　.把记录图像坐标（７）变换成至少一个大地测量值，特别是立体角或极角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德瓦尔泽，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]