一种地面摄影测量数据采集系统技术方案

本发明专利技术提供一种地面摄影测量数据采集系统。所述地面摄影测量数据采集系统包括GNSS单元、车轮计距单元、拍摄单元、控制单元和底部设有车轮的推车单元；所述车轮计距单元通过车轮滚动圈数与车轮周长计算推车单元前进距离，并将结果发送给所述控制单元；所述控制单元用于接收所述车轮计距单元的前进距离的计算结果并与设定的前进距离A比较，以控制所述拍摄单元连续拍摄；所述控制单元根据GNSS单元发送的坐标位置及拍摄单元发送的影像数据整合并保存。与相关技术相比，本发明专利技术所提供的地面摄影测量数据采集系统可有效获得建筑物外立面清晰的结构及纹理影像信息，补充无人机倾斜摄影测量获取地面信息的不足，建模效果与精度可大大提高。大提高。大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种地面摄影测量数据采集系统


[0001]本专利技术涉及工程测量、摄影测量、倾斜摄影测量、三维实景建模等
，尤其涉及一种地面摄影测量数据采集系统。

技术介绍

[0002]倾斜摄影测量技术的快速发展，改变了传统人工建立三维模型的技术方式，大大提高了实景建模的效率，模型视觉效果也更加真实，具有真纹理、真坐标、真三维的特点。同时使得测绘行业的数据采集手段更加多样，提供的测绘基础地理信息数据也更丰富，倾斜摄影测量输出的实景三维模型成果可广泛应用于工程的三维设计、交通设计、国土规划、建筑三维设计、数字城市等。
[0003]由于常规倾斜摄影测量对地面影像数据的获取是通过无人机挂载多镜头倾斜云台相机对地面拍摄照片，即使设有倾斜镜头拍摄到建筑物外立面的纹理信息，但由于空中视角的倾斜相机有一定的视角局限，建筑物外立面与地面夹角小于90度的范围且离地距离越低的范围，纹理数据无法获得或获得的效果也较差。
[0004]另针对本案提及的方位名词，本领域技术人员解释如下：
[0005]水平面：指水平方向上的平面；
[0006]径向方向：指立柱杆的横截面的方向；
[0007]垂直方向：指与水平方向垂直，即立柱杆的高度方向。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种地面摄影测量数据采集系统，用以补充靠近地面部分建筑物外立面的纹理信息，从而给实景建模提供了有效的数据支撑，以提高后续实景建模的效果。
[0009]本专利技术的技术方案是：一种地面摄影测量数据采集系统包括GNSS单元、车轮计距单元、拍摄单元、控制单元和底部设有车轮的推车单元；所述推车单元用于安装所述GNSS单元、车轮计距单元、拍摄单元和控制单元，且整体通过所述车轮移动；
[0010]所述车轮计距单元通过车轮滚动圈数与车轮周长计算推车单元前进距离，并将结果发送给所述控制单元；
[0011]所述控制单元中设置有预设前进距离A，所述控制单元用于接收所述车轮计距单元的前进距离的计算结果并与预设的前进距离A比较，以控制所述拍摄单元连续拍摄；所述控制单元与所述GNSS单元信号连接；
[0012]所述GNSS单元用于接收控制单元的指令并计算连续拍摄中的每次拍摄的坐标位置，并将结果发送给控制单元；
[0013]所述控制单元将GNSS单元发送的坐标位置及拍摄单元发送的影像数据整合并保存。
[0014]GNSS(Global Navigation Satellite System)单元指全球卫星导航系统。
[0015]上述方案中，采集系统车轮计距单元计算行驶距离是为了保证拍摄单元在前后两次曝光获取的影像数据的重叠度，以满足倾斜数据测量数据采集要求，并通过GNSS单元计算拍摄时刻的三维坐标位置，采集建筑物外立面的精细影像数据，弥补无人机倾斜摄影地表数据的不足，通过控制单元将采集的数据整合并保存，便于后期利用该数据构建地表部分建筑物外立面精细化实景三维模型。
[0016]优选的，所述推车单元包括立柱杆；所述拍摄单元包括上层相机和下层相机，所述上层相机设于所述推车单元的上端，且所述上层相机相对于水平面向下倾斜；所述下层相机设于所述推车单元的下端，且所述下层相机相对于水平面向上倾斜。
[0017]推车单元采用立柱杆安装GNSS单元和拍摄单元，一方面，可以将该两个单元支撑于一定的高度上，另一方面，可以减轻推车单元的自身重量，让支撑平台承载放置控制单元和供电单元的重量。
[0018]拍摄单元分成上下两层分布的结构，上下两层的相机均距离地面一定高度距离值，能够进一步的满足摄影测量学中重叠度、分辨率、拍摄范围等基本原理。
[0019]另外，将相机相对于水平面倾斜设置，能够适应建筑物外立面与地面夹角小于90度的范围内，建筑物外立面的精细影像数据的采集。相机摆放的位置及各个方向夹角需要特别规定，以便满足倾斜摄影测量的数据采集要求，形成有效数据，参与建模计算，因此，进行了以下的进一步优化：
[0020]所述上层相机的倾斜角度为0-60度，所述下层相机的倾斜角度为5-45度。
[0021]所述上层相机和下层相机的数量为两个，分别通过相机支架连接于所述立柱杆上，安装上层相机的两个相机支架之间设有夹角α，安装下层相机的两个相机支架之间设有夹角β。
[0022]夹角α＝夹角β＝30-150度。
[0023]上述夹角值是经过反复数据采集和建模计算得出的最佳范围值，相机处于该角度值内能够在倾斜摄影测量获取建筑物外立面的精细化影像数据上给予更大的帮助，建模效果和精度更高。
[0024]夹角α、夹角β、倾斜角度γ和倾斜角度δ的设定均为了保证相机在拍摄时满足倾斜摄影测量数据采集的基本原理，即影像数据满足一定的“航向”及“旁向”重叠度，进而满足建模要求。
[0025]优选的，所述上层相机和下层相机均与所述相机支架铰接。铰接的结构能够实现相机倾斜角度的调整，以满足实际不同场景的数据采集。
[0026]优选的，所述夹角α的大小通过安装上层相机的两个相机支架沿所述立柱杆的径向方向可调；所述夹角β的大小通过安装下层相机的两个相机支架沿所述立柱杆的径向方向可调。
[0027]夹角α和夹角β的大小可调，以满足实际不同场景的数据采集。
[0028]优选的，所述上层相机和下层相机能分别相对于所述立柱杆实现高度调节。高度调节以适用于不同的场景的地面测量数据采集中摄影测量学中的要求。
[0029]优选的，所述车轮包括两个前轮和一个后轮，两个所述前轮为定向轮，所述后轮为万向轮，所述车轮计距单元设于两个所述前轮之间。
[0030]推车单元由前二后一共三个车轮支撑，前轮的定向轮可有效计算拍摄距离，后轮
的万向轮可实现360度转向。
[0031]优选的，所述GNSS单元、拍摄单元和控制单元均位于所述推车单元靠近前轮的一端。
[0032]该结构设置使采集系统在前进过程中转向平缓不灵活，一方面便于数据的连续性采集，另一方面利于影像数据的设计重叠度得到充分保障。
[0033]与相关技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0034]一、结构简单、操作便捷，可有效获得建筑物外立面清晰的结构及纹理影像数据信息，与倾斜摄影测量无人机获取的地面影像进行融合建模，补充无人机倾斜摄影测量获取地面信息的不足，建模效果与精度可大大提高；
[0035]二、提高了外业数据采集机械化工作的效率，节省劳动成本，降低人工采集复杂程度及错误率，同时，机械化、自动化的采集手段，更加能够保证数据采集的角度、重叠度、关键位置等拍摄要素，便于内业数据处理；
[0036]三、建立的实景模型效果更加的真实完整，提供的成果既有真实清晰的效果，又有准确可靠的地理坐标信息，服务于三维设计平台，可广泛应用于建筑设计、交通设计、城市规划等工程领域中。
附图说明
[0037]图1为本专利技术提供的地面摄影测量数据采集系统的结构示意图；
[0038]图2为图1中的A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面摄影测量数据采集系统，其特征在于，包括GNSS单元(1)、车轮计距单元(11)、拍摄单元(14)、控制单元(6)和底部设有车轮的推车单元(15)；所述推车单元(15)用于安装所述GNSS单元(1)、车轮计距单元(11)、拍摄单元(14)和控制单元(6)，且整体通过所述车轮移动；所述车轮计距单元(11)通过车轮滚动圈数与车轮周长计算推车单元(15)前进距离，并将结果发送给所述控制单元(6)；所述控制单元(6)中设置有预设前进距离A，所述控制单元(6)用于接收所述车轮计距单元(11)的前进距离的计算结果并与预设的前进距离A比较，以控制所述拍摄单元(14)连续拍摄；所述控制单元(6)与所述GNSS单元(1)信号连接；所述GNSS单元(1)用于接收控制单元(6)的指令并计算连续拍摄中的每次拍摄的坐标位置，并将结果发送给控制单元(6)；所述控制单元(6)将GNSS单元(1)发送的坐标位置及拍摄单元(14)发送的影像数据整合并保存。2.根据权利要求1所述的地面摄影测量数据采集系统，其特征在于，所述推车单元(15)包括立柱杆(3)；所述拍摄单元(14)包括上层相机(2)和下层相机(4)，所述上层相机(2)设于所述立柱杆(3)的上端，且所述上层相机(2)相对于水平面向下倾斜；所述下层相机(4)设于所述立柱杆(3)的下端，且所述下层相机(4)相对于水平面向上倾斜；所述GNSS单元(1)设于所述立柱杆(3)的顶端。3.根据权利要求2所述的地面摄影测量数据采集系统，其特征在于，所述上层相机(2)的倾斜角度γ为0-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周靖鸿，邓勇，杨青松，杨学彬，张达，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：