CN104482923A - 一种手机正直摄影测量的装置与技术 - Google Patents

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冯仲科
陈劭
徐向波
闫飞
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Beijing Forestry University
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures

Abstract

本发明公开了一种手机正直摄影测量的装置与技术。装置的底部三脚架可调水平并在竖直高度升降20cm，手机通过顶部的卡槽固定在中部平台上，利用圆水准器和管水准器保证手机处于竖直状态，手机升高20cm前后，其摄影主光轴始终保持水平方向，通过两次摄像即可测算目标物的三维坐标，克服了以往目标物三维坐标测量装置和方法复杂、繁琐等缺点。

Description

一种手机正直摄影测量的装置与技术
一、技术领域
本发明涉及一种手机正直摄影测量的装置和技术，特别是利用该装置的手机正直摄影技术实现目标物的三维坐标的计测。
二、技术背景
到目前为止，利用电子经纬仪、测尺和数码相机等量测工具获取目标物三维坐标时，存在很多问题：
1.传统的测量工具没有数据存储、处理、显示等功能，数据记录方式只能依靠传统的纸质手工记录，方式落后，不易保存，数据处理过程繁琐。
2.目标物的三维坐标计测需要进行多次摄影，传统的摄像机仅具有摄像功能，没能实现智能化，并不具备数据处理能力，而且需要跟罗盘等仪器结合使用。
3.传统摄影装置无法实现各类智能手机的竖直固定、竖直升降20cm、水平方向全景成像等功能的高精度。
4.传统摄影测量技术往往通过转动摄影设备或水平方向的移动来实现两次摄影，而不是通过在竖直方向移动来实现两次摄影。
因此，在目标物三维坐标量测过程中采用传统摄影设备和技术不可避免地带来了很多麻烦与误差。本发明通过智能手机及其摄影装置和技术，仅需简单操作和数据的各种有效处理，达到简化测量、智能化计算的系统模式。该装置和方法全面提升了目标物三维坐标计测的速度和智能化程度。
三、发明内容
为克服传统方法过程繁琐，效率低，精度差等缺点，本发明提供一种手机正直摄影测量的装置和技术，其特征是：摄影装置由底部三脚架、中部平台和顶部手机及卡槽三部分组成。通过水平仪和手机卡槽使手机处于竖直状态，采用升降手柄使手机高度变化20cm且摄影主光轴始终保持水平，实现手机正直摄影测量功能。
主要发明内容：
(1)竖直固定手机功能。三脚架顶端有圆水准气泡，可校准三脚架处于水平状态，中部平台可用于固定手机并安置有管水准气泡，根据管水准气泡可保证三脚架中部平台处于水平状态。顶部手机卡槽采用弹簧可固定不同宽度手机，并使手机处于竖直方向，即手机的摄影主光轴处于水平方向。
(2)竖直升降功能。采用升降手柄可调节三脚架高度，且升降杆表面有范围为0至20cm，精度为0.5mm的刻度，使升降杆可在竖直方向实现中部平台0到20cm范围内0.5mm精度的升降。
(3)水平全景摄像，中部平台可旋转并保持摄影主光轴水平，完成全景摄像。
(4)正直摄影测量。在目标点正前方便于摄影处架设该装置，通过调节三脚架使圆水准和管水准中气泡居中以保证中部平台处于绝对水平，将手机摄影中心瞄准目标点，此时满足 摄影主光轴与水平面平行，手机机身与水平面垂直并保持铅垂，进行正直摄影测量一次，然后摇动升降手柄，使手机沿竖直方向上升0至20cm高度进行目标物第二次摄影测量，两次摄影测量满足两相片的摄影主光轴彼此平行，且垂直于摄影基线，完成正直摄影测量。
本项发明与现有方法相比具有以下优点：
(1)保持手机处于竖直功能。通过水平仪、手机卡槽使手机处于竖直，摄影主光轴水平，且手机在升降过程中，除高度发生变化外，水平位置和姿态均不发生任何改变。
(2)手机升降高度可精确控制功能。摇动升降手柄，根据刻度线可精确控制手机的升降高度，刻度精度达到0.5mm，即使升降前后每次对准刻度线均有0.5mm误差，其升降高度的总误差也不超过1mm。
(3)正直摄影测量。采用基于安卓系统的智能手机，智能手机可根据两次摄影直接计算出目标物的三位坐标，并通过手机屏幕显示，不需任何其它辅助设备。
(4)实现测量装置和技术的低成本、简单化，在一定程度上简化测量作业的繁琐程度。
(5)针对测量设备落后、自动化程度不高等问题，利用智能手机作为摄影仪器，实现便携、易用、高效、智能、精准式测量。
(6)通用化，适合各种类型手机，并可进一步扩展到相关领域。
四、附图说明
图1为手机摄影测量装置整体图
图2为手机卡槽原理
五、具体实施方式：
基于手机正直摄影测量的装置与技术和现有的装置与技术不同，具体在于：
(1)竖直固定手机功能。三脚架顶端有圆水准气泡，可校准三脚架处于水平状态，中部平台可用于固定手机并安置有管水准气泡，根据管水准气泡可保证三脚架中部平台处于水平状态。顶部手机卡槽采用弹簧可固定不同宽度手机，并使手机处于竖直方向，即手机的摄影主光轴处于水平方向。
(2)竖直升降功能。采用升降手柄可调节三脚架高度，且升降杆表面有范围为0至20cm，精度为0.5mm的刻度，使升降杆可在竖直方向实现中部平台0到20cm范围内0.5mm精度的升降。
(3)水平全景摄像，中部平台可旋转并保持摄影主光轴水平，完成全景摄像。
(4)正直摄影测量。在目标点正前方便于摄影处架设该装置，通过调节三脚架使圆水准和管水准中气泡居中以保证中部平台处于绝对水平，将手机摄影中心瞄准目标点，此时满足摄影主光轴与水平面平行，手机机身与水平面垂直并保持铅垂，进行正直摄影测量一次，然后摇动升降手柄，使手机沿竖直方向上升0至20cm高度进行目标物第二次摄影测量，两次摄影测量满足两相片的摄影主光轴彼此平行，且垂直于摄影基线，完成正直摄影测量。

Claims (2)

1.一种手机正直摄影测量的装置与技术，其特征是：由底部三脚架、中部平台和顶部手机卡槽三部分组成。其中，底部三脚架采用具有升降手柄和圆气泡水平仪的三脚架，三脚架的中部平台安装有框式气泡水平仪和手机固定卡槽，顶部手机垂直平台固定在卡槽上，形成一种手机正直摄影测量的装置，并实现手机正直摄影测量功能。
2.根据权利要求1一种手机正直摄影测量的装置与技术，其特征是：(1)底部三脚架具有升降和调水平功能。三脚架顶端有圆气泡水平仪，可校准三脚架处于水平状态，采用升降手柄可调节三脚架高度，且升降杆体表面有范围为0至20cm，精度为0.5mm的刻度，使升降杆可在竖直方向实现中部平台0到20cm范围内0.5mm精度的升降。(2)中部平台具有俯仰和水平面连续旋转功能。中部平台具有框式气泡水平仪，即可俯仰中部平台使手机进行更高高度范围的摄影，也可调节俯仰角，根据框式气泡水平仪显示使中部平台处于水平状态并固定。中部平台可在水平面以升降杆所在竖直方向为轴连续旋转，实现手机的全景成像。(3)顶部手机卡槽固定各类型手机，并使手机处于竖直方向，即手机的摄影主光轴处于水平方向。手机卡槽采用弹簧可固定不同宽度手机，且卡槽与手机的接触面与中部平台垂直，以使手机处于竖直方向。(4)正直摄影测量。在目标点正前方便于摄影处架设该装置，通过调节三脚架使气泡水平仪居中保证中部平台处于水平，将手机摄影中心瞄准目标点，此时满足摄影主光轴与水平面平行，手机机身与水平面垂直并保持铅垂，进行正直摄影测量一次，然后摇动升降手柄，使手机沿竖直方向上升0至20cm高度进行目标物第二次摄影测量，两次摄影测量满足两相片的摄影主光轴彼此平行，且垂直于摄影基线，完成正直摄影测量。
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