CN105674948A - 一种三角测绘装置及其测绘方法以及一种移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三角测绘装置及其测绘方法以及一种移动终端，其中，在该三角测绘装置中包括：传感模块、定点模块以及数据处理模块，其中，定点模块，用于定点待测点，以将测绘过程中的起点、终点以及待测点形成测绘三角形；传感模块，用于获取起点和终点的经纬度信息；以及获取三角测绘装置在起点和终点转动的角度信息，进而获取测绘三角形中起点、终点以及待测点连线之间的角度关系；数据处理模块，分别与定点模块和传感模块连接，数据处理模块对定点模块和传感模块获取的经纬度信息和角度信息进行处理得到待测点的经纬度信息。本发明提供的测绘装置和测绘方法简单易行，且结构简单，体积小且轻便，方便使用者随身携带，为使用者提供便利。

Description

一种三角测绘装置及其测绘方法以及一种移动终端

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种测绘装置及其测绘方法以及一种移动终端。

背景技术

测绘学主要研究对象是地球及其表面形态。在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。其通过研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布。

在现有的测绘方法中，若需要测绘一个点的经纬度坐标信息，三角测绘法是较为常用的一种测绘方法，在测绘的过程中，从一个起点和起始边出发，利用观测到的角度值，逐一推算其他各边的长度和方位角，再据此进一步推算各三角形顶点在大地坐标系中的水平位置。

但是，在这过程中，一般都需要使用专用的测量仪器进行测量，且该测量仪器体积庞大，不易携带，这样，在日常生活中如果需要知道某一点的位置信息时非常的不方便。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了种三角测绘装置及其测绘方法以及一种移动终端，其能够更加简单方便的测绘出待测点的经纬度信息。

本发明提供的技术方案如下：

一种三角测绘装置，包括：传感模块、定点模块以及数据处理模块，其中，

所述定点模块，用于定点待测点，以将测绘过程中的起点、终点以及待测点形成测绘三角形；

所述传感模块，用于获取所述起点和所述终点的经纬度信息；以及获取所述三角测绘装置在所述起点和所述终点转动的角度信息，进而获取所述测绘三角形中所述起点、终点以及所述待测点连线之间的角度关系；

所述数据处理模块，分别与所述定点模块和所述传感模块连接，所述数据处理模块对所述定点模块和所述传感模块获取的所述经纬度信息和所述角度信息进行处理得到所述待测点的经纬度信息。

进一步优选地，所述定点模块为一内置摄像头。

进一步优选地，所述传感模块中包括陀螺仪和定位单元，其中，所述陀螺仪用于获取所述三角测绘装置在所述起点和所述终点转动的角度信息，所述定位单元用于获取所述三角测绘装置于所述起点和所述终点的经纬度信息。

进一步优选地，所述三角测绘装置中还包括一分别与所述定点模块和所述数据处理模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述待测点的位置信息和所述待测点的经纬度信息。

一种移动终端，包括上述的三角测绘装置。

一种三角测绘方法，应用于上述三角测绘装置，所述三角测绘方法包括以下步骤：

S1在起点通过所述定点模块使得所述三角测绘装置对准待测点，同时传感模块获取所述起点的第一经纬度信息；

S2选择一与所述起点和所述待测点连线相异的方向作为移动方向；

S3转动所述三角测绘装置，使其朝向所述移动方向，此时，所述传感模块获取所述三角测绘装置转动的第一角度信息；

S4所述三角测绘装置朝向所述移动方向从所述起点移动到终点，同时所述传感模块获取所述终点的第二经纬度信息；

S5转动所述三角测绘装置，通过所述定点模块使得所述三角测绘装置再次对准所述待测点，此时，所述传感模块获取所述三角测绘装置转动的第二角度信息；

S6数据处理模块根据所述第一经纬度信息、第二经纬度信息、第一角度信息以及第二角度信息得到所述待测点的第三经纬度信息。

进一步优选地，在步骤S1和步骤S5中，所述三角测绘装置通过一内置摄像头对准所述待测点。

进一步优选地，在步骤S1和步骤S4中，通过传感模块中的定位单元获取所述起点的第一经纬度信息和所述终点的第二经纬度信息；

和/或，

在步骤S3和步骤S5中，通过传感模块中的陀螺仪获取所述三角测绘装置的第一角度信息和第二角度信息。

进一步优选地，所述三角测绘方法还包括：

S7显示所述待测点的经纬度信息。

进一步优选地，在步骤S6中具体包括：

根据所述起点的第一经纬度信息和所述终点的第二经纬度信息得到所述起点到所述终点之间的距离；

根据所述距离、所述第一角度信息和所述第二角度信息得到起点/终点与所述待测点之间的相对位置关系；

根据所述起点/终点的第一经纬度信息/第二经纬度信息得到所述待测点的第三经纬度信息。

本发明提供的三角测绘装置及其测绘方法以及移动终端，能够带来以下有益效果：

在本发明提供的三角测绘装置中，首先通过定点模块定点待测点；然后通过传感模块获取起点/终点的经纬度信息，以及在起点/终点转动的角度信息；最后数据处理模块中利用传感模块获取的信息通过三角测绘法计算得到待测点的经纬度信息，进而实现了对某一点的测绘。从这一过程中可以看出，本发明提供的测绘装置和测绘方法简单易行，且该三角测绘装置不会先现有的测量仪器一样庞大、不易携带。相反的，该三角测绘装置由于其结构简单，体积小且轻便，方便使用者随身携带，从而为使用者提供便利。

再有，本发明中还提供了一种包含了该三角测绘装置的移动终端，我们知道，一般情况下，现有的移动终端已经包含了三角测绘装置中的内置摄像头、陀螺仪、定位单元等器件，故，在实际应用中，如果想要使用移动终端实现三角测绘的功能，几乎不需要对现有的移动终端进行改进，即使需要改进，改进的地方也非常的少，充分利用了移动终端中现有器件的功能，更加体现了本发明易于实现的优点，同时扩展了移动终端的应用。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中三角测绘装置一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明中三角测绘装置另一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明中移动终端一种实施方式的结构示意图；

图4为本发明中移动终端另一种实施方式的结构示意图；

图5为本发明中三角测绘方法流程示意图；

图6为本发明中起点、终点以及待测点形成的测绘三角形的示意图。

附图标号说明：

1-移动终端，100-三角测绘装置，110-传感模块，120-定点模块，130-数据处理模块，140-显示模块，A-起点，B-终点，C-待测点，O-圆点。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

如图1所示为本发明提供的三角测绘装置100一种实施方式的结构示意图，从图中可以看出，在该三角测绘装置100中包括：传感模块110、定点模块120以及数据处理模块130，其中，传感模块110和定点模块120分别与数据处理模块130连接。

在工作过程中，我们首先选定一点作为测绘的起点，并在该起点的位置使用定点模块120将三角测绘装置100对准待测点实现待测点的定点，同时使用传感模块110得到该起点的经纬度信息，以便后续将测绘过程中的起点、终点以及待测点形成测绘三角形。之后，选择一与起点和待测点连线方向不同的方向作为三角测绘装置100的移动方向，并转动三角测绘装置100的方向(传感模块110记录该转动的角度信息)，使其朝向该移动方向从选定的起点开始沿着该移动方向移动一定的距离达到选定的终点，并使用传感模块110获取终点的经纬度信息；接着，在该终点的位置再次转动三角测绘装置100的方向，使用定点模块120将三角测绘装置100对准待测点，并使用传感模块110记录此时三角测绘装置100转动的角度信息，进而获取测绘三角形中起点、终点以及待测点连线之间的角度关系，得到以起点、终点以及待测点为三个定点形成测绘三角形。通过以上方法得到该测绘三角形之后，传感模块110随即将得到的经纬度信息和角度信息发送至数据处理模块130，数据处理模块130得到传感模块110发送的信息之后，随即开始对其进行处理得到待测点的经纬度信息。

对上述实施方式进行改进，如图2所示，为本发明提供的三角测绘装置100另一实施方式的结构示意图，三角测绘装置100中还包括一分别与定点模块120和数据处理模块130连接的显示模块140，显示模块140用于显示待测点的位置信息和待测点的经纬度信息。具体来说，在工作过程中，选定好起点之后，随即在该起点的位置使用定点模块120将三角测绘装置100对准待测点实现待测点的定点，并将待测点的位置显示显示模块140中，以供使用者查看三角测绘装置100是否对准了该待测点的位置。且在数据处理模块130得到了待测点的经纬度信息之后，显示该待测点的经纬度信息，同样供使用者查看。

当然，在上述实施方式中，传感模块110在获取了经纬度信息和角度信息之后，还会将其存储在存储模块中，这样数据处理模块130在需要对其进行处理时只需从存储模块中获取相应的数据即可。

基于上述两种实施方式，在一个具体实施例中，上述定点模块120为一内置摄像头，这样，在工作过程中，三角测绘装置100通过将该内置摄像头对准待测点的位置，并将其具体位置显示在显示模块140中。要注意的是，在三角测绘装置100中显示模块140通常为一显示屏，而将内置摄像头对准待测点位置时，在显示屏中显示的不仅仅有该待测点的图像，还有其周围的点的图像，故，为了提高三角测绘装置100的测绘装置的精度，我们预先在显示屏中选定一个点(如，显示屏的左上角等)作为定点，当我们选定的定点与待测点重合时，则说明三角测绘装置100已经与待测点对准，随后再转动该三角测绘装置100进入后续步骤。当然，在其他实施例中，定点模块120还可以通过其他方式实现，选定的定点也可以根据具体情况而定，我们在此不做限定。

基于上述实施方式，在另一具体实施例中，传感模块110中包括陀螺仪和定位单元，其中，陀螺仪用于获取三角测绘装置100在起点和终点转动的角度信息，定位单元用于获取三角测绘装置100于起点和终点的经纬度信息。具体来说，该定位单元可以为GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)定位器、北斗定位器、格洛纳斯定位器等，在此不做具体限定。

如图3和图4所示，本发明还提供了一种移动终端1，在该移动终端1中包括上述两个实施方式提供的三角测绘装置100。由上述描述可以，在该三角测绘装置100中包括传感模块110、定点模块120以及数据处理模块130和/或显示模块140，且在具体实施例中，该传感模块110中包括陀螺仪和定位单元，显示模块140为显示屏，定点模块120为内置摄像头。我们知道，一般情况下，现有的移动终端1已经包含了上述内置摄像头、陀螺仪、定位单元等，故，在实际应用中，如果想要使用移动终端1实现三角测绘的功能，几乎不需要对现有的移动终端1进行改进，只要充分利用移动终端1中现有器件的功能即可实现目的，更加体现了本发明易于实现的优点，同时扩展了移动终端1的应用。

在具体实施例中，如果需要使用该移动终端1进行测绘，开启移动终端1中相应模块的功能之后，在起点使用内置摄像头将待测点的位置在显示屏中进行显示实现该移动终端1与该待测点的对准，同时使用内置的GPS定位器定位该起点的经纬度信息；之后转动移动终端1(使用内置的陀螺仪记录其移动终端1的转动角度)使得移动终端1朝向选定的移动方向，并将该移动终端1朝着该移动方向移动一定距离达到该移动方向上选定的终点。到达终点之后，先使用GPS定位器定位该终点的经纬度信息，之后再次转动移动终端1，使用内置摄像头将待测点的位置在显示屏中进行显示实现该移动终端1与该待测点的再次对准，并使用陀螺仪记录此时移动终端1转动的角度信息。之后，将获取的在起点和终点的经纬度信息和转动的角度信息发送到数据处理模块数据处理模块130进行处理，利用三角测绘法得到待测点的经纬度信息，实现本发明的目的。

如图5所示一种三角测绘方法，应用于上述三角测绘装置100和移动终端1，如图所示，在该三角测绘方法包括以下步骤：S1在起点通过定点模块120使得三角测绘装置100对准待测点，同时传感模块110获取起点的第一经纬度信息；S2选择一与起点和待测点连线相异的方向作为移动方向；S3转动三角测绘装置100，使其朝向移动方向，此时，传感模块110获取三角测绘装置100转动的第一角度信息θ₁；S4三角测绘装置100朝向移动方向从起点移动到终点，同时传感模块110获取终点的第二经纬度信息；S5转动三角测绘装置100，通过定点模块120使得三角测绘装置100再次对准待测点，此时，传感模块110获取三角测绘装置100转动的第二角度信息θ₂；S6数据处理模块130根据第一经纬度信息、第二经纬度信息、第一角度信息θ₁以及第二角度信息θ₂得到待测点的第三经纬度信息。

具体来说，在步骤S1和步骤S5中，三角测绘装置100通过一内置摄像头对准待测点，在工作过程中，三角测绘装置100/移动终端1通过将该内置摄像头对准待测点的位置。在步骤S1和步骤S4中，通过传感模块110中的定位单元获取起点的第一经纬度信息和终点的第二经纬度信息；在步骤S3和步骤S5中，通过传感模块110中的陀螺仪获取三角测绘装置100的第一角度信息和第二角度信息。在步骤S6中具体包括：根据起点的第一经纬度信息和终点的第二经纬度信息得到起点到终点之间的距离；根据距离、第一角度信息θ₁和第二角度信息θ₂得到起点/终点与待测点之间的相对位置关系；根据起点/终点的第一经纬度信息/第二经纬度信息得到待测点的第三经纬度信息。

在另一种实施方式中，三角测绘方法包括以下步骤：S1在起点通过定点模块120使得三角测绘装置100对准待测点，同时传感模块110获取起点的第一经纬度信息；S2选择一与起点和待测点连线相异的方向作为移动方向；S3转动三角测绘装置100，使其朝向移动方向，此时，传感模块110获取三角测绘装置100转动的第一角度信息θ₁；S4三角测绘装置100朝向移动方向从起点移动到终点，同时传感模块110获取终点的第二经纬度信息；S5转动三角测绘装置100，通过定点模块120使得三角测绘装置100再次对准待测点，此时，传感模块110获取三角测绘装置100转动的第二角度信息θ₂；S6数据处理模块130根据第一经纬度信息、第二经纬度信息、第一角度信息以及第二角度信息得到待测点的第三经纬度信息；S7显示待测点的经纬度信息。

作为一个完整的实施例，以下我们以选定的移动方向为正东方向，待测点C在起点A和终点B西北方向为例，定点模块120为内置摄像头，传感模块110中包括陀螺仪和GPS定位器，对该三角测绘方向进行详细的说明：

选定起点A，在起点A使用内置摄像头将西北方向的待测点C的位置在显示屏中进行显示实现该三角测绘装置100/移动终端1与该待测点C的对准，同时使用内置的GPS定位器定位该起点A的第一经纬度信息；

转动三角测绘装置100/移动终端1至正东方向，使用陀螺仪记录其转动角度得到第一角度信息θ₁；

保持三角测绘装置100/移动终端1的朝向，朝正东方向移动到选定的终点B，使用GPS定位器定位该终点B的第二经纬度信息；

在该终点B，再次转动三角测绘装置100/移动终端1的方向，使用内置摄像头将待测点C的位置在显示屏中进行显示实现该移动终端1与该待测点C的再次对准，并使用陀螺仪记录此时移动终端1转动的第二角度信息θ₂。得到起点A、终点B以及待测点C形成的测绘三角形，如图6所示。

之后，将获取的在起点A和终点B的第一经纬度信息、第二经纬度信息和第一角度信息θ1以及第二角度信息θ2发送到数据处理模块130进行处理。

如图6所示，数据处理模块130中在对得到的数据进行处理的过程中，首先根据起点A的第一经纬度信息和终点B的第二经纬度信息得到起点A到终点B之间的距离，即图示中AB两点之间的距离(以下以AB直接表示该两点之间的具体，其他点之间距离以同样的方式进行表示)，的基于圆点O、值和第一角度信息θ₁以及第二角度信息θ₂，可以计算出待测点C和圆点O之间的距离CO的值为：

AB＝OB-OA＝CO×cos(180°-θ₂)-CO×cos(180°-θ₁)

得到了待测点C和圆点O之间的距离CO之后，即可根据这一距离值CO和第二角度信息θ₂，计算出终点B与圆点O之间的距离OB的值(也可以根据待测点C与圆点O之间的距离CO和第一角度信息θ₁，计算出起点A与圆点O之间的距离OA，得到起点A与待测点C之间的相对位置关系，原理相同)：

OB＝CO×cos(180°-θ₂)

以此，我们可以知道该待测点C在三角测绘装置100/移动终端1的西北方向，即获取终点B与待测点C之间的相对位置关系；

最后，根据上述终点B与待测点C之间的相对位置关系和终点B的第二经纬度信息计算出待测点C点的第三经纬度信息，以此完成了对待测点C的测绘。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种三角测绘装置，其特征在于，所述三角测绘装置中包括：传感模块、定点模块以及数据处理模块，其中，

所述定点模块，用于定点待测点，以将测绘过程中的起点、终点以及待测点形成测绘三角形；

所述传感模块，用于获取所述起点和所述终点的经纬度信息；以及获取所述三角测绘装置在所述起点和所述终点转动的角度信息，进而获取所述测绘三角形中所述起点、终点以及所述待测点连线之间的角度关系；

所述数据处理模块，分别与所述定点模块和所述传感模块连接，所述数据处理模块对所述定点模块和所述传感模块获取的所述经纬度信息和所述角度信息进行处理得到所述待测点的经纬度信息。

2.如权利要求1所述的三角测绘装置，其特征在于，所述定点模块为一内置摄像头。

3.如权利要求1所述的三角测绘装置，其特征在于，所述传感模块中包括陀螺仪和定位单元，其中，所述陀螺仪用于获取所述三角测绘装置在所述起点和所述终点转动的角度信息，所述定位单元用于获取所述三角测绘装置于所述起点和所述终点的经纬度信息。

4.如权利要求1所述的三角测绘装置，其特征在于，所述三角测绘装置中还包括一分别与所述定点模块和所述数据处理模块连接的显示模块，所述显示模块用于显示所述待测点的位置信息和所述待测点的经纬度信息。

5.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1-4任意一项所述的三角测绘装置。

6.一种三角测绘方法，其特征在于，所述三角测绘方法应用于如权利要求1所述的三角测绘装置，所述三角测绘方法包括以下步骤：

S1在起点通过所述定点模块使得所述三角测绘装置对准待测点，同时传感模块获取所述起点的第一经纬度信息；

S2选择一与所述起点和所述待测点连线相异的方向作为移动方向；

S3转动所述三角测绘装置，使其朝向所述移动方向，此时，所述传感模块获取所述三角测绘装置转动的第一角度信息；

S4所述三角测绘装置朝向所述移动方向从所述起点移动到终点，同时所述传感模块获取所述终点的第二经纬度信息；

S5转动所述三角测绘装置，通过所述定点模块使得所述三角测绘装置再次对准所述待测点，此时，所述传感模块获取所述三角测绘装置转动的第二角度信息；

S6数据处理模块根据所述第一经纬度信息、第二经纬度信息、第一角度信息以及第二角度信息得到所述待测点的第三经纬度信息。

7.如权利要求6所述的三角测绘方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S5中，所述三角测绘装置通过一内置摄像头对准所述待测点。

8.如权利要求6所述的三角测绘方法，其特征在于，

在步骤S1和步骤S4中，通过传感模块中的定位单元获取所述起点的第一经纬度信息和所述终点的第二经纬度信息；

和/或，

在步骤S3和步骤S5中，通过传感模块中的陀螺仪获取所述三角测绘装置的第一角度信息和第二角度信息。

9.如权利要求6所述的三角测绘方法，其特征在于，所述三角测绘方法还包括：

S7显示所述待测点的经纬度信息。

10.如权利要求6-9任意一项所述的三角测绘方法，其特征在于，在步骤S6中具体包括：

根据所述起点的第一经纬度信息和所述终点的第二经纬度信息得到所述起点到所述终点之间的距离；

根据所述距离、所述第一角度信息和所述第二角度信息得到起点/终点与所述待测点之间的相对位置关系；

根据所述起点/终点的第一经纬度信息/第二经纬度信息得到所述待测点的第三经纬度信息。