用于三维空间测量的平行的在线-离线重构制造技术

介绍用于对空间（1）进行自动三维测量的测量装置（3）、测量系统（5）以及相应的方法。测量装置（3）具有照相机传感器装置（7），所述照相机传感器装置构造为，生成低分辨率的视频拍摄（31）。照相机传感器装置（7）还构造为，在空间中的几何上合适的位置处自动生成高分辨率的图像。在此，高分辨率图像的自动拍摄基于视频拍摄的三维实时重构（23）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对空间进行自动三维测量的一种测量装置和一种测量系统。本专利技术还涉及一种相应的方法、一种当其在处理器上实施时可以实施所述方法的计算机程序元件、以及一种计算机可读介质，在所述介质上存储程序元件。
技术介绍
空间的三维测量例如对于手工业者和建筑师来说是有很大兴趣的，以便可以尽可能快地检测空间的“实际状态”并且可以计划例如排队等候的工作，如厨房的安装、窗户的安装以及粉刷工作。在执行测量时，例如用户利用设备拍摄空间的单个视图，从这些单个视图中可以产生空间的三维重构。当然重构的质量依赖于在空间中的单幅拍摄的几何布置。对于单幅拍摄的最优布置来说，需要用户具有算法的专家知识。
技术实现思路
因此本专利技术的任务可看作为，提供使得能够对空间进行质量较高的三维重构的改善的装置和方法。所述任务可以通过根据独立权利要求的本专利技术的主题来解决。本专利技术的有利的实施方式在从属权利要求中描述。以下根据本专利技术的实施方式对装置的特征、细节以及可能的优点进行详细讨论。根据本专利技术的第一方面，描述了用于对空间进行自动三维测量的测量装置。所述测量装置具有照相机传感器装置，所述照相机传感器装置构造为，生成低分辨率的视频拍摄和高分辨率的图像。高分辨率的图像基于视频拍摄的三维实时重构在空间中的几何上合适的位置处被自动产生。高分辨率图像的自动拍摄可以在无需用户的辅助动作的情况下进行。例如，自动拍摄通过与测量装置直接或无线连接的控制单元或计算单元被触发。自动拍摄可以包括照相机传感器的触发并且必要时包括数据的存储。可替换地，自动拍摄可意味着从存储器调用特定的数据。照相机传感器装置可以例如具有高分辨率的传感器，所述传感器产生高分辨率的图像。为了产生低分辨率的视频拍摄，可以例如降低高分辨率的图片的像素。为此照相机装置可以具有这样的照相机传感器，所述照相机传感器可以快速地在低分辨率的实况图像和高分辨率的单幅拍摄之间转换。高分辨率的单幅拍摄可以被存储或被缓存并被降低像素。降低像素的拍摄可以用于三维实时重构。位于存储器或缓存中的高分辨率的单幅拍摄可以对于之后的或同时的高质量的重构而被再次调用。可替换地，照相机传感器装置可以具有第一和第二照相机传感器。第一照相机传感器可以是高分辨率的照相机并且第二照相机传感器可以是有视频功能的照相机。与高分辨率的图像相比，视频拍摄具有较低的分辨率。低的分辨率可以例如涉及到空间细节。低的分辨率的结果是，视频拍摄的数据大小小于高分辨率的图像。由于较小的数据大小，视频拍摄可以被实况地、也就是实时地处理。所述处理可以在线进行，也就是说数据不必被缓存，并且处理结果、即三维实时重构可以作为直接的反馈被转发给用户。低的分辨率可以在空间上被理解。在此，视频拍摄的时间分辨率可以是高的，例如视频拍摄可以实况地以高的帧速率来拍摄。根据对空间的实时重构，空间中的位置可以被确定，所述位置在几何上适合于拍摄高分辨率的图像。在几何上合适的位置可以根据低分辨率的视频拍摄中的基准点来确定。高分辨率的图像与视频拍摄相比具有高质量和更大的数据大小。所述图像可以是在空间中的合适的几何位置处的单幅拍摄。根据一个实施例，测量装置还具有输出单元，所述输出单元可以输出三维实时重构。由此可以实现对用户的反馈以及将用户连续地引导至空间中的合适的几何位置，所述位置适合于高分辨率的图像的拍摄。输出单元可以例如构造为显示器。根据本专利技术的第二方面描述了用于对空间进行自动三维测量的测量系统。所述测量系统具有上述测量装置和计算单元。计算单元可以例如是膝上型电脑、个人数字助理(PDA)或平板个人电脑。计算单元还可以无线地、也就是说例如借助于电磁信号例如通过蓝牙或WLAN与测量装置相连接。可替换地，计算单元可以直接集成到测量装置中。通过照相机传感器装置拍摄到的低分辨率的视频拍摄直接在线地被传导到计算单元。基于所述视频拍摄，计算单元实时地产生空间的三维重构。计算单元还构造为，从三维实时重构出发来确定空间中的位置，在所述位置处应当拍摄高分辨率的图像。合适的位置的确定基于三维算法并且同样实时地并行于视频图像的拍摄并且并行于三维实时重构发生。计算单元还构造为，通过照相机传感器装置触发高分辨率图像的自动拍摄。根据一个实施例，计算单元还构造为，在拍摄高分辨率的图像以后，基于所述图像产生第二三维重构。为此，高分辨率的图像可以在其拍摄以后被存储。由此，第二三维重构可以离线地、也就是说非实时地发生。这可以是有利的，因为对具有大的数据大小的高分辨率图像的处理可能是耗费时间的。可替换地，第二三维重构可以并行于实时重构发生。第二三维重构与实时重构相比更精确、即例如更详细和更接近真实。根据本专利技术的第三方面描述了用于对空间进行自动三维测量的方法。所述方法适用于对上述测量系统进行运行和控制。根据本专利技术的第四方面描述了计算机程序元件，所述计算机程序元件构造为，当其在处理器上实施时可以实施上述方法。根据本专利技术的第五方面描述了计算机可读介质，在所述介质上存储上述计算机程序元件。根据本专利技术的测量装置、测量系统和根据本专利技术的方法具有以下优点实现了对要测量空间的非常精确的高质量的三维重构。该重构全自动地发生，由此精确性和稳固性得以提高，因为不必再动用用户知识。还实时地实现了用户引导。由此在不具备关于三维重构的专家知识的情况下也可使用所述系统。通过基于视频拍摄的实时重构，还得出在检测时的更少的时间成本。通过多个过程的并行运行——也就是视频图像的拍摄、三维实时重构的产生以及高分辨率图像的拍摄，可以实现将稍后的拍摄全自动地集成到之前的高质量的三维重构中以及对初始确定的空间几何结构的细化。另外，还可以事后全自动地将其他传感器数据——例如远红外(FIR)数据、雷达数据、太拉赫兹(THz)数据、X射线数据以及墙体扫描数据——集成到现有的三维空间模型中。另外可以实现容易理解的实况可视化。还为用户实时地与空间关联地带来所获得的测量结果。附图说明本专利技术的其他特征和优点对于专业人员来说从随后参照附图对示例性实施方式的描述中可以看出，然而所述实施方式不应被解释为限制本专利技术。图1示意性地示出根据本专利技术的一个实施例的用于自动的三维空间测量的测量系统的如视图和后视图， 图2示意性地示出根据本专利技术的一个实施例的对要测量的空间的俯视图，所述空间具有拍摄位置和重构结果， 图3示意性地示出根据本专利技术的一个实施例的实时重构和用户引导。所有附图仅仅是根据本专利技术的装置或其组成部分以及相应方法步骤的示意性图示。尤其是间距和大小关系在附图中没有比例正确地被再现。在不同的附图中，相对应的元素配备有相同的附图标记。具体实施例方式在图1中示出根据本专利技术的一个实施例的用于自动的三维空间测量的测量装置和测量系统。图1A示出测量系统的前视图，并且图1B示出后视图。利用该测量装置提供用于全自动地拍摄合适的高分辨率的单个视图的方案，并且通过重构的内部空间实现连续的实时用户引导。根据该实施例，测量系统5具有照相机装置7。该照相机装置由第一照相机传感器9和第二照相机传感器11组成。第二照相机传感器11构造为有视频功能的照相机并且第一照相机传感器9构造为高分辨率的照相机。测量装置3或测量系统5还具有位置测量装置18，19。在测量装置3的前面，位置测量装置18构造为多个相对于照相机校准的单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.28 DE 102010038507.71.用于对空间进行自动三维测量的测量装置(3)，所述测量装置(3)具有 照相机传感器装置(7); 其中照相机传感器装置(7)构造为，生成低分辨率的视频拍摄； 其中照相机传感器装置(7)构造为，在空间中的几何上合适的位置(15)处自动生成高分辨率的图像； 其中高分辨率的图像的自动拍摄基于视频拍摄的三维实时重构(23)。2.根据权利要求1的测量装置(3)，还具有 输出单元(17)； 其中输出单元(7)构造为输出三维实时重构(23)，由此能实时地实现连续的用户引导。3.根据权利要求1和2之一的测量装置(3)，还具有 位置测量装置(18，19)； 其中位置测量装置(18，19)构造为，针对分别至空间中的至少一个参考点的视频拍摄以及高分辨率图像来确定距离。4.用于对空间进行自动三维测量的测量系统(5)，所述测量系统(5)具有 根据权利要求1至3之一的测量装置(3)； 计算单元(21)； 其中计算单元(21)构造为，基于视频拍摄产生三维实时重构(23); 其中计算单元(21)构造为，基于三维实时重构(23)确定空间中的位置(15)，所述位置对于空间的三维重构的拍摄所依据的图像在几何上是合适的； 其中计算单元(21)构造为，在所确定的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：M罗兰德，S贾基斯奇，A菲伊茨，B皮特泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：