一种无控制数字近景摄影系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种无控制数字近景摄影系统，包括门柱、电子经纬仪，数码相机，全球定位系统ＧＰＳ和个人数字助理ＰＤＡ，所述电子经纬仪、所述数码相机、所述ＧＰＳ通过通讯线缆分别与所述ＰＤＡ相连接；所述数码相机、所述电子经纬仪和ＧＰＳ分别通过固定装置集成于门柱上，所述数码相机的物镜与所述电子经纬仪的望远镜通过同步连动部件相连接。该系统是集空间定位技术、近景摄影测量技术、串口通信技术于一身的数据快速获取平台，打破传统测量先控制后碎部的作业模式，实现近景摄影测量野外作业一体化，即控制测量和碎部测量同时进行，快速获取测区内物体的三维坐标和纹理影像，从而降低劳动强度，提高工程测量的自动化程度与效率，快速实现被摄对象的三维建模。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术摄影测量
，特别涉及一种无控制数字近景摄影系统。
技术介绍
在数字近景摄影测量发展阶段中，测量系统的发展起主导地位，将相机和经纬仪或全站仪(ETS， Electronic Total Station,又名全站型电子速测仪)集成由来已久，自20世纪70年代，就出现了将相机与机械经纬仪连接在一起用于地形测量(topogr即hicsurvey)的仪器，但随着摄影测量进入数字时代，这些仪器逐渐被淘汰。 全站仪，即全站型电子速测仪。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。 电子全站仪大量应用于测量工作中，目前的电子全站仪基本上都是基于红外测距方式逐点地进行测量，基于CCD摄影方式的电子全站仪可以采用快照方式实现快速数据的采集。摄影全站仪系统是一种全新的摄影测量系统，该系统将量测型数码相机安装在全站仪上，配以相应数字摄影测量软件，构成一个包括全站仪、量测型数码相机、检校条与数字摄影测量软件的集成系统。 加拿大拉瓦尔大学的Carl Gravel等人90年代开发了一套计算机辅助摄影测量 系统(Computer Assisted Photogrammetry System,简称CAPS)。在该系统中数码相机被 安装在全站仪水平横轴的支架上，对摄影测量技术进行了改进，但集成后的相机不能随视 准轴垂直旋转，不方便对不同高度的目标进行测量、拍摄。 T0PC0N公司推出的摄影全站仪，数码相机和全站仪高度集成，它集成了 2个CCD (Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)相机， 一个广角和一个长焦。测量坐标与影像数据虽然能够同步记录，但作业时仍是按照先控制后碎部的传统模式进行的。 Leica公司生产的三维激光扫描仪，内置高分辨率的数码相机，扫描距离在l-300m之内，但因其生成的是点云图，不能直接得到数字影像，需要专门的软件处理。同时对数据的分析处理，需要叠加其它的数据源才能得到理想效果，而且设备昂贵。 我国近期研发的摄影全站仪系统，包括全站仪和量测数码相机，数码相机通过连接机构与全站仪的望远镜的顶部相连接，并设有使数码相机和望远镜在不同倾角处均能平衡稳定的平衡装置。此系统不能算是外业获取三维信息一体化的仪器，因为其在数据获取前仍需要布设一定数量的控制点。 如图1所示，为现有技术摄影测量的流程图，从图中可以看出，现有技术是按照先控制测量，再碎部测量，根据控制测量与碎部测量得到的数据进行内业处理，三维建模。 在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题 现有技术采用的摄影测量系统，需要在获取数据前布设一定数量的控制点，并且由于系统中的数码相机与全站仪的结构局限，相机不能随全站仪的视准轴沿竖直方向作同步旋转。
技术实现思路
本技术实施例提供一种无控制数字近景摄影系统，以空间定位技术全球定位 系统(GPS，Global Positioning System)、遥感(RS， Remote Sensing)、地理信息系统(GIS， Geographic Information System)，即"3S"技术的集合，它综合利用近景摄影测量理论、 CCD数码相机技术、GPS技术、计算机技术、数字摄影测量技术和GIS技术等，通过集成GPS、 数码相机、电子经纬仪和个人数字助理(PDA, Personal Digital Assistant)等硬件设备， 无需地面控制，创造性地实现目标的三维坐标、立面纹理和属性等信息的一次性获取。 为达到上述目的，本技术实施例提供一种无控制数字近景摄影系统，包括门 柱、电子经纬仪，数码相机，全球定位系统GPS和个人数字助理PDA,所述电子经纬仪、所述 数码相机、所述GPS通过通讯线缆分别与所述PDA相连接；所述数码相机、所述电子经纬仪 和GPS分别通过固定装置集成于门柱上，所述数码相机的物镜与所述电子经纬仪的望远镜 通过连接件相连接。 其中，所述门柱具有一托盘，所述数码相机通过固定装置连接所述门柱的托盘，固 定在所述门柱的托盘上，所述托盘通过固定装置固定在所述门柱的侧壁上，所述托盘可以 绕所述固定装置的连接点B在竖直方向上旋转。 其中，所述GPS设置于所述门柱的顶端，通过固定装置与所述门柱相连接。 其中，所述电子经纬仪设置于所述门柱的下方，并与所述数码相机在竖直方向上相距有一固定距离。 其中，该系统通过固定装置与三脚架连接，固定在三脚架的托板上。 其中，所述数码相机与所述电子经纬仪的望远镜呈同步连动结构，相机与经纬仪之间的偏心量通过检校可以获得。 其中，所述数码相机的物镜与连接件的连接点A、所述数码相机与所述托盘的连接 点B、所述电子经纬仪与门柱的连接点C以及望远镜与连接件的连接点D，这四个连接点在 竖直方向上组成一个平行四边形同步连动结构。 其中，在竖直方向上，所述数码相机的物镜后节点中心Op经纬仪望远镜的旋转中 心02以及GPS天线的竖直中轴位于同一条直线上。 其中，所述固定装置为螺栓。 与现有技术相比，本技术实施例具有以下优点 本技术提供的无控制数字近景摄影系统是集空间定位技术、近景摄影测量技 术、串口通信技术于一身的数据快速获取平台。该系统打破传统测量先控制后碎部的作业 模式，充分利用先进的测绘技术，实现近景摄影测量野外作业一体化，即控制测量和碎部测 量同时进行，测前无需布设控制点，测后无需保留控制点，快速获取测区内物体的三维坐 标和纹理影像，降低劳动强度，提高工程测量的自动化程度与效率，实现被摄对象的三维建 模，满足用户可视化、数字化和信息化的需要。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施 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为现有技术摄影测量的操作流程图； 图2为本技术实施例提供的一种无控制数字近景摄影系统侧视结构示意图； 图3为本技术实施例提供的一种无控制数字近景摄影系统正视结构示意图； 图4为本技术实施例数码相机物镜与电子经纬仪的望远镜的连接结构示意 图； 图5为本技术实施例数码相机物镜随电子经纬仪的望远镜旋转一个固定角 度后的结构示意图； 图6为本技术实施例GPS的结构示意图； 图7为本技术实施例无控制数字近景摄影系统的设备之间的线缆连接图； 图8为本技术实施例无控制数字近景摄影系统的工作流程图； 图9为本技术实施例外业的系统工作模式图； 图10为本技术实施例无控制数字近景摄影系统的内业工作流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部 的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 本技术实施例提供一种无控制数字近景摄影系统，如图2所示，包括门柱、电 子经纬仪，数码相机，全球定位系统GPS和个人数字助理P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无控制数字近景摄影系统，包括门柱、电子经纬仪，数码相机，全球定位系统ＧＰＳ和个人数字助理ＰＤＡ，其特征在于，所述电子经纬仪、所述数码相机、所述ＧＰＳ通过通讯线缆分别与所述ＰＤＡ相连接；所述数码相机、所述电子经纬仪和ＧＰＳ分别通过固定装置集成于门柱上，所述数码相机的物镜与所述电子经纬仪的望远镜通过同步连动部件相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李英成，丁晓波，薛艳丽，李明，
申请(专利权)人：中测新图北京遥感技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]