一种集成多传感器的视觉测量系统技术方案

本申请实施例提出一种集成多传感器的视觉测量系统，该系统包括集成有用于确定主光轴姿态变化情况的高精度测斜仪、以及用于通过倾斜补偿方式保证主光轴方位准确性的三维电子罗盘的观测摄像机、测量标靶和基准标靶，其中：测量标靶布设在被测目标上，基准标靶布设在相对不动位置处；观测摄像机与测量标靶、以及基准标靶之间均具备通视条件，且在视场范围内；主光轴垂直于测量标靶的位移方向，位移方向包括水平位移方向和竖向位移方向。括水平位移方向和竖向位移方向。括水平位移方向和竖向位移方向。

【技术实现步骤摘要】
一种集成多传感器的视觉测量系统


[0001]本申请涉及视觉测量
，具体而言，涉及一种集成多传感器的视觉测量系统。

技术介绍

[0002]视觉位移测量系统是一种基于摄影测量法，针对于建筑结构变形的高精度测量装置。在现场布置中，需要预先布置好观测站(仪器自身)、测量标靶以及基准标靶，并以基准点作为不动点，测量测量标靶相对于基准标靶的横向和纵向的像素位移量，最后再基于标靶到观测站的距离将其换算成实际位移量，得到测量结果。
[0003]然而，现有测量系统在工作时，由于测量结果受仪态自身的影响较大(所谓姿态是指俯仰角、翻滚角、方位角的旋转)，而单个基准标靶只能修正俯仰角和方位角这两种运动方式，存在测量精度不高的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在基于提供一种集成多传感器的视觉测量系，可以提高测量精度。
[0005]本申请实施例提供了一种集成多传感器的视觉测量系统，所述系统包括集成有用于确定主光轴姿态变化情况的高精度测斜仪、以及用于通过倾斜补偿方式保证主光轴方位准确性的三维电子罗盘的观测摄像机、测量标靶和基准标靶，其中：
[0006]所述测量标靶布设在被测目标上，所述基准标靶布设在相对不动位置处；
[0007]所述观测摄像机与所述测量标靶、以及所述基准标靶之间均具备通视条件，且在视场范围内；
[0008]所述主光轴垂直于所述测量标靶的位移方向，所述位移方向包括水平位移方向和竖向位移方向。
[0009]进一步的，所述高精度测斜仪和所述三维电子罗盘与所述观测摄像机呈刚性连接。
[0010]进一步的，所述系统还包括工控机，其中：
[0011]所述高精度测斜仪和所述三维电子罗盘均通过USB连接线连接到工控机，所述观测摄像机通过千兆网线连接到工控机。
[0012]进一步的，所述工控机，用于获取测量标靶的第一水平位移量Δvx、以及第一竖向位移量Δvy，以及基准标靶的第二水平位移量Δvx0、以及第二竖向位移量Δvy0；
[0013]所述工控机，还用于基于所述第二水平位移量Δvx0修正所述第一水平位移量Δvx，以确定测量标靶的目标水平位移量Δvx1；
[0014]所述工控机，还用于基于所述第二竖向位移量Δvy0修正所述第一竖向位移量Δvy，以确定测量标靶的目标竖向位移量Δvy1。
[0015]进一步的，所述工控机还用于获取经由所述高精度测斜仪测得的翻滚角变化量Δ
r、俯仰角变化量Δy、Δ方位角变化量Δp；
[0016]所述工控机还用于根据所述翻滚角变化量Δr、所述俯仰角变化量Δy以及所述方位角变化量Δρ，在所述测量标靶的目标水平位移量Δvx1和目标竖向位移量Δvy1的基础上进行位移修正。
[0017]进一步的，所述工控机还用于在获取到所述翻滚角变化量Δr时，通过下述公式修正水平位移量Δvx1和竖向位移量Δvy1：
[0018][0019][0020]其中，Δvx2为经翻滚角修正后的水平位移量，Δvy2为经翻滚角修正后的竖向位移量。
[0021]进一步的，所述工控机还用于在获取到所述俯仰角变化量Δy时，通过下述公式修正水平位移量Δvx2和竖向位移量Δvy2：
[0022]Δvx3＝Δvx2；
[0023]Δvy3＝Δvy2+L
×
tanΔy；
[0024]其中，L为测量标靶到观测摄像机的距离，Δvx3为经俯仰角修正后的水平位移量，Δvy3为经俯仰角修正后的竖向位移量。
[0025]进一步的，所述工控机还用于在获取到所述方位角变化量Δρ时，通过下述公式修正水平位移量Δvx3和竖向位移量Δvy3：
[0026]Δvx4＝Δvx3+L
×
tanΔρ；
[0027]Δvy4＝Δvy3；
[0028]其中，Δvx4为经方位角修正后的水平位移量，Δvy4为经方位角修正后的竖向位移量。
[0029]进一步的，所述工控机还用于获取主光轴与水平位移方向的夹角α，并基于夹角α通过下述公式修正水平位移量Δvx4和竖向位移量Δvy4：
[0030]Δvx5＝Δvx4×
cosα；
[0031]Δvy5＝Δvy4。
[0032]由上可知，本申请实施例提供的一种集成多传感器的视觉测量系统，考虑到虽然三维电子罗盘在其内部加入了测斜仪，测斜仪能够在罗盘发生倾斜时，对罗盘进行倾斜补偿，但由于测斜仪的计算精度不能满足高精度的视觉位移测量系统的姿态修正计算，由此本申请实施例考虑将高精度测斜仪、三维电子罗盘与观测摄像机进行集成，使得能够在保证主光轴方位准确性的同时，还能够基于精度较高的高精度测斜仪，利用三轴加速度计算、修正俯仰角、翻滚角以及方位角这三种运动方式，不仅降低了误差率，提高了测量精度，还能使得测量结果更趋近于真实值。
[0033]本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0035]图1为本申请实施例提供的一种集成多传感器的视觉测量系统的结构示意图；
[0036]图2为多传感器与观测摄像机的组合方式示意图；
[0037]图3为测量标靶的位移变化示意图；
[0038]图4为翻滚角、俯仰角以及方位角的姿态变化示意图；
[0039]图5为方位角移动的平面示意图。
具体实施方式
[0040]下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0041]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]请参照图1，图1是本申请提供的一种集成多传感器的视觉测量系统，该系统包括集成有用于确定主光轴姿态变化情况的高精度测斜仪、以及用于通过倾斜补偿方式保证主光轴方位准确性的三维电子罗盘的观测摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成多传感器的视觉测量系统，其特征在于，所述系统包括集成有用于确定主光轴姿态变化情况的高精度测斜仪、以及用于通过倾斜补偿方式保证主光轴方位准确性的三维电子罗盘的观测摄像机、测量标靶和基准标靶，其中：所述测量标靶布设在被测目标上，所述基准标靶布设在相对不动位置处；所述观测摄像机与所述测量标靶、以及所述基准标靶之间均具备通视条件，且在视场范围内；所述主光轴垂直于所述测量标靶的位移方向，所述位移方向包括水平位移方向和竖向位移方向。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高精度测斜仪和所述三维电子罗盘与所述观测摄像机呈刚性连接。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括工控机，其中：所述高精度测斜仪和所述三维电子罗盘均通过USB连接线连接到工控机，所述观测摄像机通过千兆网线连接到工控机。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述工控机，用于获取测量标靶的第一水平位移量Δvx、以及第一竖向位移量Δvy，以及基准标靶的第二水平位移量Δvx0、以及第二竖向位移量Δvy0；所述工控机，还用于基于所述第二水平位移量Δvx0修正所述第一水平位移量Δvx，以确定测量标靶的目标水平位移量Δvx1；所述工控机，还用于基于所述第二竖向位移量Δvy0修正所述第一竖向位移量Δvy，以确定测量标靶的目标竖向位移量Δvy1。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述工控机还用于获取经由所述高精度测斜仪测得的翻滚角变化量Δr、俯仰角变化量Δy、Δ方位角变化量Δp；所述工控机还用...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏舸，王佟，
申请(专利权)人：富视达技术武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：