CN108061544A - 一种轨道摄影测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种轨道摄影测量方法及装置，所述方法包括：使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨；使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标。测量精度高、效率高。

Description

一种轨道摄影测量方法及装置

技术领域

本发明涉及自动测量领域，尤其涉及一种轨道摄影测量方法及装置。

背景技术

对建筑物或工业设施的位移检测、形变检测有着广泛的应用需求，其中，对桥梁、大坝和路轨的位移或形变检测是安全运营、生产的重要技术手段。

目前，对大坝和桥梁位移、形变检测的方法包括视准线检测法、GPS（全球导航系统）以及这些方法与表面位移传感器的结合方法；对路轨（轨道交通行驶轨）的位移和形变检测包括基于CPIII(Control Point III)的绝对位移或形变的测量，或基于全站仪和测量车的性对位移或形变测量，或采用基于位移传感器的测量。

视准线法对大坝和桥梁位移、形变检测，多采用固定端点设站法，即建立一条固定视准线来测定各位移标点的偏离值。这种方法观测简单，计算方便，是生产单位常用的方法。

GPS检测法对大坝和桥梁位移、形变检测，是通过GPS/北斗卫星发送的导航定位信号确定地面待测点的三维坐标；或结合表面位移传感器实时监测坝体表面裂缝变形情况，通过触发式采集或者实时采集的方式，利用有线/无线远程网络传输实时数据到监控中心，及时了解坝体的裂缝发展情况。

基于位移传感器的行驶轨位移测量的一种方式是使用电涡流位移传感器，目前的电涡流传感器可以克服对被测目标物材质敏感而产生灵敏度变化过大、测量量程缩短、线性度变差等缺陷。

申请号为CN201510932848.2，发明名称为“一种视准线变形测量方法”的专利申请公开了一种视准线变形测量方法，能有效解决以全长基准线为照准基准，而基准线太长时，目标模糊，照准精度差，后视点与测点距离相差太远、望远镜调焦误差影响较大的问题，能有效减小大气折光对观测结果的影响。

申请号为CN201410668036.7，发明名称为“一种全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法”包括：包括基座、设置于基座上的滑道、垂直于基座且能沿滑道滑动的照准部、固定在照准部底部的指针、设置在基座上且与读数指针对应的刻度面、激光器。使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点，通过激光器发出的激光确定观测方向，调整刻度面与视准面垂直，旋动三颗调节螺旋，确保基座水平，并将此时观测台正对变形监测点位的中心处的初始刻度值记录下来，找到变形监测点，指挥观测台操作员平移照准部，使照准部上带有瞄准十字的反射片与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准面的位移，也即其相对于原始位置的位移量。

申请号为CN201610857432.3，发明名称为“基于激光监测的轨道状态在线监测方法”公开了一种由通信传输系统、轨道监控中心设备、激光距离探测器、微处理器及通信模块所实现的基于激光监测的轨道状态在线监测方法，能够对两根轨道之间的相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及形变进行在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。

摄影测量能够在近距离范围内（比如，50米内）获得优于1毫米的测量精度，但是，摄影测量的缺点的是需要布设较多的控制点来保障测量精度，虽然图象采集过程比较简单，但是控制点的布设和回收过程耗时长，工作量大。

申请号为CN201611156166.8，发明名称为“一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法”公开了轨检小车向前移动过程中，轨面相机每隔一定距离采集存在固定几何失真的单轨图像，对图像进行几何矫正、匹配、拼接，从而得到一幅二维长轨图像，对长轨图像进行边缘检测，可初步获取长轨的内边缘。线结构光源从垂直钢轨纵轴方向发射出激光平面，激光平面在钢轨表面形成一条能够反映钢轨轮廓特征的光条曲线，轨侧相机每隔一段距离拍摄该光条曲线。对轨侧相机获取的图像进行光条细化、钢轨轮廓还原以及钢轨轮廓匹配，计算出钢轨轮廓的肥边值，根据计算出来的肥边值对相应位置的长轨内边缘进行补偿，从而得到轨面往下16mm处的长轨内边缘。根据该长轨内边缘，建立二维坐标，从而得到边缘上每一个点的坐标，即可计算出铁路轨道各处任意弦长的轨向。

现有轨道测量技术中，使用CPIII控制点加全站仪测量的缺点是效率低，使用摄影法测量轨道面临的问题是布设光学测量标志困难且工作量大，最终仍体现为效率低成本高, 视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加。

发明内容

本发明给出一种轨道摄影测量方法及装置，用于克服现有摄影测量技术存在的光学测量标志布设工作量大、效率低、难以在轨道上布设并且难以长期在轨道所处环境下使用这些缺点中的至少一种。

本发明给出一种轨道摄影测量方法,包括如下步骤：

使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨；

使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标。

本发明给出一种摄影测量装置,包含如下模块：

照射模块，测量模块；其中，

照射模块，用于使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨，包括激光光源子模块、激光波束整形子模块、激光反射面子模块、照射控制子模块、照射位置信息获取子模块和激光反射面转动伺服子模块中的至少一种；

测量模块，用于使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标，包括光斑图像处理子模块、位置信息处理子模块中的至少一种。

本发明实施例给出的方法及装置，可以克服现有摄影测量和全站仪测量存在的工作量大、效率低的缺点。精度高、效率高，具有实用性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本发明实施例给出的一种轨道摄影测量方法流程图；

图2为本发明实施例给出的一种摄影测量装置组成示意图。

实施例

本发明给出一种轨道摄影测量方法及装置，用于克服现有摄影测量技术存在的光学测量标志布设工作量大、效率低、难以在轨道上布设并且难以长期在轨道所处环境下使用这些缺点中的至少一种。

本发明实施例给出的光学测量标志单元或模块，用作摄影测量的测量控制点，摄影测量的测量控制点的作用与轨道面控制点CPIII（Cotrol Point 3或Cotrol Plan 3）的作用类似，或摄影测量的测量控制点可以看作是轨道面控制点CPIII控制点在位置和数量上的拓展。

光学测量标志装置与摄影测量技术的结合，相当于将现有的使用棱镜和全站仪测量的CPIII拓展为使用摄影测量的P-CPIII（Photo-CPIII）。

与现有的使用棱镜和全站仪测量的CPIII测量方法相比较，本实施例给出的方法不需要在CPIII处临时安装和拆除测量棱镜，布设在道床区域或道床侧的光学测量标志装置可以快速进入测量状态，提高了测量效率；本实施例给出的光学测量标志装置具有环境防护能力，可以将关键部件或易损部件从列车行驶产生的冲击振动中隔离，从风雨沙尘中隔离，保障了设备的寿命和可靠性。

与现有的摄影测量相比较，无需在被测目标—轨道上粘贴测量用光学测量标志，使得摄影测量原理在本发明所述的光学测量标志布设方法下得以应用到轨道测量领域。

与现有的使用棱镜和全站仪测量的CPIII测量方法相比较，本实施例给出的方法不需要在CPIII处临时安装和拆除测量棱镜，布设在道床区域或道床侧的光学测量标志装置可以快速进入测量状态，提高了测量效率；本实施例给出的光学测量标志装置具有环境防护能力，可以将关键部件或易损部件从列车行驶产生的冲击振动中隔离，从风雨沙尘中隔离，保障了设备的寿命和可靠性。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面结合附图，对本发明提供的一种轨道摄影测量方法、装置举例加以说明。

实施例一，一种轨道摄影测量方法举例

参见图1所示，本发明提供的一种轨道摄影测量方法实施例,包括：

步骤S110,使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨；

步骤S120,使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标。

本实施例中，光学测量标志作为测量控制点。

通常在一张光学成像图片覆盖的场景内布设四个或四个以上的测量控制点，典型地，布置四个至十六个测量控制点，测量控制点多则测量误差小。

所述光学测量标志，通过有线信道或无线信道接收所述控制信息，从所述控制信息中获取工作触发信息和工作终止信息中的至少一种，具体包括：

获取工作触发信息，通过伺服机构使光学测量标志模块和光学测量标志装置中的任一种包含的至少部分部件脱离环境防护状态进入工作状态, 处于工作状态的光学测量标志模块向摄影测量用光学图象传感器反射光学信号或发射光学信号；

获取工作终止信息，通过伺服机构使光学测量标志模块和光学测量标志装置中的任一种包含的至少部分部件脱离工作状态进入环境防护状态；

所述光学测量标志模块用于沿轨道延伸方向布设,包括行驶轨上布设和行驶轨外布设中的至少一种布设方式。

本实施例中，所述光学测量标志模块用于沿轨道延伸方向布设,包括行驶轨上布设和行驶轨外布设中的至少一种布设方式。

具体地，所述沿轨道延伸方向，包括沿该轨道上的列车行驶方向或与该轨道上的列车行驶方向相反的方向。

具体地，所述行驶轨上布设，包括将行驶轨作为光学测量标志模块的安装基座或通过连接部件将光学测量标志模块的安装基座安装在行驶轨上，使得行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移同步；所述行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移同步包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置不变；

所述行驶轨外布设，包括将光学测量标志模块的安装基座或安装预埋件布设在轨道之外，使得行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移不同步；所述行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移不同步包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置改变。

进一步地，对应于行驶轨上布设光学测量标志模块，所述在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置不变，包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块的测量参照点点位间的相对位置保持不变，光学测量标志模块的测量参照点点位的位置变化对应轨道的位置变化；

进一步地，对应于行驶轨外布设光学测量标志模块，所述在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置改变，包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块的测量参照点点位间的相对位置改变。

更进一步地，对应于轨道上布设光学测量标志模块，通过测量光学测量标志模块的测量参照点点位的变化获取行驶轨的位置或位移量；

更进一步地，对应于轨道外布设光学测量标志模块，光学测量标志模块的位置坐标为已知，使用光学测量标志模块的位置坐标测量行驶轨的位置或位移量。

再进一步地，对应于轨道外布设光学测量标志模块，所述光学测量标志模块的位置坐标为已知，包括光学测量标志模块的测量参照点点位的坐标为已知。

具体地，对应于行驶轨上布设光学测量标志模块，所述安装基座或安装预埋件布设在行驶轨的一侧或两侧。

所述轨道包括高速铁路的轨道、地铁轨道和普通铁路的轨道中的任一种。

光学测量标志模块为摄影测量提供尺度信息。

作为光学测量标志的一种具体布设方式，沿轨道延伸方向60米范围内在行驶轨的至少一侧布设两个或两个以上的光学测量标志装置，该光学测量标志装置包含的光学测量标志的形状、几何尺寸为已知，并且，光学测量标志的地理坐标和光学测量标志间距中的至少一项为已知。

具体地，本实施例中，光学测量标志的测量参照点也称之为测量基准点、位置参照点或位置基准点。

本实施例给出的方法，其中,

使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨，包括：

使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射；

所述学测量标志为布设在行驶轨附近区域内且位置坐标已知的测量控制点。

具体地，所述使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射，包括：

以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，使面状激光波束包含的一个一字形子波束的第一部分照射在第一光学测量标志上，该一字形子波束的第二部分照射在第二光学测量标志上，并且使该一字形子波束的第三部分照射在行驶轨上。

进一步地，所述以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，包括：

获取所述光学测量标志识别信息、光学测量标志对应的安装位置信息和一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息中的至少一种；

根据所述光学测量标志识别信息、光学测量标志对应的安装位置信息和一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息中的至少一种，以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，使所述一字形子波束的第一部分照射在第一光学测量标志对应的测量基准点上，该一字形子波束的第二部分照射在第二光学测量标志对应的测量基准点上。

所述获取一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息，包括：

获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第一光学测量标志上的照射光斑，根据该照射光斑的厚度维角平分面至第一光学测量标志对应的测量基准点的距离d1，获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第二光学测量标志上的照射光斑，根据该照射光斑的厚度维角平分面至第二光学测量标志对应的测量基准点的距离d2，；

判断距离d1和距离d2中是否有一项大于预定基准面误差门限；若是，则调整面状激光波束的照射方向和波束面法向中的至少一种，使距离d1和距离d2均小于预定基准面误差门限；若否，则不调整面状激光波束的照射方向和波束面法向。

具体地，所述获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第一和第二光学测量标志上的照射光斑，包括：

通过无线信道或有线信道接收在第一和第二光学测量标志处获取的所述面状激光波束对所述第一和第二光学测量标志的照射位置信息。

本实施例中，一字形波束的厚度维角平分面也称之为一字形波束的厚度中心面。

具体地，所述一字形波束的厚度中心面由至扁平形的一字形波束的两个扁平表面距离相等的点构成。

具体地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至5毫米之间的实数，不包括0值，包括5值；

优选地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至0.5毫米之间的实数，不包括0值，包括0.5值。

具体地，所述光学测量标志识别信息包括光学测量标志模块识别信息和光学测量标志识装置识别信息中的至少一种。

具体地，所述光学测量标志对应的安装位置信息，包括该安装位置对应的编号和测量基准点点位坐标中的至少一种。

进一步地，所述光学测量标志对应的安装位置信息包括的对应的编号，其编号方式与CPIII控制点编号方式相同或相仿；

进一步地，所述光学测量标志对应的安装位置信息包括的对应的测量基准点点位坐标，其对应关系与CPIII控制点编号与CPIII控制点测量点的坐标的对应关系相同或相仿。

具体地，所述光学测量标志装置识别信息，包括生产厂商、型号、批次和安装日期中至少一项，该识信息数用于运营维护。

本实施例给出的方法，其中,

所述使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置，包括如下至少一种步骤：

确定一个水平面作为测量基准面，通过所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述一字形子波束与所述测量基准面的交线是否平行；若是，则将所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，计算该连线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；或在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，将该连线在水平面内的投影线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；

确定一个水平面作为测量基准面，通过第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述测量基准面平行；若是，则将所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差；以及

通过所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差。

本实施例给出的方法，其中,

所述使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点的坐标，包括：

获取行驶轨上的一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标；

使用所述一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标确定行驶上的一字形子波束的光斑的质心点的位置坐标。

所述光学测量标志对应的测量基准点也称之为测量控制点。

所述光学测量标志位于行驶轨邻近区域内；

具体地，所述光学测量标志位与行驶轨的距离小于10米。

本实施例给出的方法，还包括一字形子波束夹角标定方法，具体包括如下步骤：

向距离已知的夹角标定光靶发射两个或两个以上的一字形子波束，获取两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离，使用两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离和激光光源处的波束整型透镜至夹角标定光靶的距离确定所述两个一字形子波束间的夹角。

所述所述两个一字形子波束间的夹角，用于确定两个一字形子波束在穿过其产生的光斑质心点的平面上的连线的长度。

具体地，所述面状光束，是指波束的横截面形状中包含一字形状的截面；或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状中包含一字形状的光斑。

所述面状激光束的光斑用于获取待测物体的表面形态图像或用于测量待测物体的光学测量标志。

具体地，当所述面状激光束的光斑用于测量待测物体的光学测量标志时，使用位置和尺度中至少一项为已知的光学测量标志对面状激光束的光斑的尺寸进行标定。

具体地，面状激光波束的具体实例为一字形波束、三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种，因为所述波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束。

优选地，面状激光波束为一字形波束，或L形波束，⊥字形波束，或十字形波束。

更优选地，面状激光波束为一字形波束。

L形波束，⊥字形波束，或十字形波束都包含一字形波束元素；

⊥字形波束，或十字形波束包含L形波束元素。

为了便于对面状激光波束进行描述，本实施例以一字形波束为例定义或规范如下术语的含义：

在给出具体术语含义之前，首先指出：本实施例所述的一字形波束在宽度上为以波束宽度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束宽度角的角等分线为对称轴的对称波束；本实施例所述的一字形波束在厚度上为以波束厚度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束厚度角的角等分线为对称轴的对称波束；

一字形波束是指波束的横截面形状或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状为一字形；所述波束的横截面是指在与波束主传播方向相垂直的平面上的截面；

一字形波束的宽度维半功率角度，是指一字形波束在一字线延伸方向所在平面内的半功率角度；

一字形波束宽度维角平分面，是指垂直于一字形波束的一字线光斑或一字形横截面并且将一字形面波束的半功率角度二等分的平面；

一字形波束的厚度维半功率角度，是指一字形波束在与一字线延伸方向垂直的平面内的半功率角度；

一字形波束的厚度维角平分面，是指垂直于一字形波束宽度维角平分面并且将一字形波束的厚度维半功率角度二等分的平面；

一字形波束的视轴或光轴，是指一字形波束宽度维角平分面与一字形波束的厚度维角平分面的交线。

具体地，当本实施例所述的面状激光波束为波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束时，比如，当面状激光波束为三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种时，选取其中具有一字形波束形状的一个波束构成部分作为一字形波束元素，将对一字形波束定义的一字形波束的宽度维半功率角度、一字形波束宽度维角平分面、一字形波束的厚度维半功率角度、一字形波束的厚度维角平分面以及一字形波束的视轴或光轴的概念应用于该一字形子波束或一字形波束元素。

为了便于对面状激光波束进行描述，本实施例以一字形波束为例定义或规范如下术语的含义：

在给出具体术语含义之前，首先指出：本实施例所述的一字形波束在宽度上为以波束宽度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束宽度角的角等分线为对称轴的对称波束；本实施例所述的一字形波束在厚度上为以波束厚度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束厚度角的角等分线为对称轴的对称波束；

一字形波束是指波束的横截面形状或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状为一字形；所述波束的横截面是指在与波束主传播方向相垂直的平面上的截面；

一字形波束的宽度维半功率角度，是指一字形波束在一字线延伸方向所在平面内的半功率角度；

一字形波束宽度维角平分面，是指垂直于一字形波束的一字线光斑或一字形横截面并且将一字形面波束的半功率角度二等分的平面；

一字形波束的厚度维半功率角度，是指一字形波束在与一字线延伸方向垂直的平面内的半功率角度；

一字形波束的厚度维角平分面，是指垂直于一字形波束宽度维角平分面并且将一字形波束的厚度维半功率角度二等分的平面；

一字形波束的视轴或光轴，是指一字形波束宽度维角平分面与一字形波束的厚度维角平分面的交线。

具体地，当本实施例所述的面状激光波束为波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束时，比如，当面状激光波束为三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种时，选取其中具有一字形波束形状的一个波束构成部分作为一字形波束元素，将对一字形波束定义的一字形波束的宽度维半功率角度、一字形波束宽度维角平分面、一字形波束的厚度维半功率角度、一字形波束的厚度维角平分面以及一字形波束的视轴或光轴的概念应用于该一字形波束元素。

本实施例中，作为所述光学成像成像传感器的一种布设方式，包括：

在布设在行驶轨的一侧高于轨道上表面的位置上。

具体地，将所述光学成像成像传感器布设在上下行轨道的中间位置；或

布设在接触网支柱上。

本实施例中，所述光学测量标志附近的待测物体包括与光学测量标志的距离小于60米的范围内的物体。

本实施例中，所述光学测量为近景摄影测量。

所述光学测量标志为近景摄影测量使用的光学测量标志，包括定向反光标志、发光标志、编码标志、工具标志和特征标志中的至少一种。

所述光学测量标志按照测量用途包括基准尺、定向棒和测棒。

所述定向反光标志包括由反光材料构成的反光膜、反光片、反光面、反光透镜等；

所述编码标志包括同心环形和点分布形编码标志等。

所述工具标志球形靶标、纽扣靶标等。

所述特征标志包括用于测量边缘、角点、圆、顶点等使用的光学测量标志。

实施例二，一种摄影测量装置举例

参见图2所示，本发明提供的一种摄影测量装置实施例,包括：

照射模块210，测量模块220；其中，

照射模块210，用于使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨，包括激光光源子模块、激光波束整形子模块、激光反射面子模块、照射控制子模块、照射位置信息获取子模块和激光反射面转动伺服子模块中的至少一种；

测量模块220，用于使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标，包括光斑图像处理子模块、位置信息处理子模块中的至少一种。

所述照射控制子模块，用于对面状激光波束照射方向进行控制，使发射的面状激光波束的不同部分分别对第一光学测量标志和第二光学测量标志同时照射，或分别对第一测量基准点和第二测量基准点同时照射，或使该面状波束对第一测量基准点和第二测量基准点同时照射的照射位置误差小于预定基准面误差门限，包括面状激光波束的照射方向控制子模块、波束面法向指向控制子模块、面状激光波束的波束宽度控制子模块、面状激光波束的波束厚度控制子模块和基准点坐标存储子模块中的至少一种；

照射位置信息获取子模块，用于第一光学测量标志和第二光学测量标志分别获取所述面状激光波束对所述第一光学测量标志和第二光学测量标志的照射位置信息，并将所述照射位置信息送往面状激光波束照射控制模块，包括数据传输子模块、基准点坐标存储子模块和光学成像传感器子模块中的至少一种；

本实施例中，光学测量标志作为测量控制点。

通常在一张光学成像图片覆盖的场景内布设四个或四个以上的测量控制点，典型地，布置四个至十六个测量控制点，测量控制点多则测量误差小。

所述光学测量标志，通过有线信道或无线信道接收所述控制信息，从所述控制信息中获取工作触发信息和工作终止信息中的至少一种，具体包括：

获取工作触发信息，通过伺服机构使光学测量标志模块和光学测量标志装置中的任一种包含的至少部分部件脱离环境防护状态进入工作状态, 处于工作状态的光学测量标志模块向摄影测量用光学图象传感器反射光学信号或发射光学信号；

获取工作终止信息，通过伺服机构使光学测量标志模块和光学测量标志装置中的任一种包含的至少部分部件脱离工作状态进入环境防护状态；

所述光学测量标志模块用于沿轨道延伸方向布设,包括行驶轨上布设和行驶轨外布设中的至少一种布设方式。

本实施例中，所述光学测量标志模块用于沿轨道延伸方向布设,包括行驶轨上布设和行驶轨外布设中的至少一种布设方式。

具体地，所述沿轨道延伸方向，包括沿该轨道上的列车行驶方向或与该轨道上的列车行驶方向相反的方向。

具体地，所述行驶轨上布设，包括将行驶轨作为光学测量标志模块的安装基座或通过连接部件将光学测量标志模块的安装基座安装在行驶轨上，使得行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移同步；所述行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移同步包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置不变；

所述行驶轨外布设，包括将光学测量标志模块的安装基座或安装预埋件布设在轨道之外，使得行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移不同步；所述行驶轨的位移与光学测量标志模块的位移不同步包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置改变。

进一步地，对应于行驶轨上布设光学测量标志模块，所述在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置不变，包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块的测量参照点点位间的相对位置保持不变，光学测量标志模块的测量参照点点位的位置变化对应轨道的位置变化；

进一步地，对应于行驶轨外布设光学测量标志模块，所述在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块间的相对位置改变，包括：在行驶轨发生位移后行驶轨与处于工作状态下的光学测量标志模块的测量参照点点位间的相对位置改变。

更进一步地，对应于轨道上布设光学测量标志模块，通过测量光学测量标志模块的测量参照点点位的变化获取行驶轨的位置或位移量；

更进一步地，对应于轨道外布设光学测量标志模块，光学测量标志模块的位置坐标为已知，使用光学测量标志模块的位置坐标测量行驶轨的位置或位移量。

再进一步地，对应于轨道外布设光学测量标志模块，所述光学测量标志模块的位置坐标为已知，包括光学测量标志模块的测量参照点点位的坐标为已知。

具体地，对应于行驶轨上布设光学测量标志模块，所述安装基座或安装预埋件布设在行驶轨的一侧或两侧。

所述轨道包括高速铁路的轨道、地铁轨道和普通铁路的轨道中的任一种。

光学测量标志模块为摄影测量提供尺度信息。

作为光学测量标志的一种具体布设方式，沿轨道延伸方向60米范围内在行驶轨的至少一侧布设两个或两个以上的光学测量标志装置，该光学测量标志装置包含的光学测量标志的形状、几何尺寸为已知，并且，光学测量标志的地理坐标和光学测量标志间距中的至少一项为已知。

具体地，本实施例中，光学测量标志的测量参照点也称之为测量基准点、位置参照点或位置基准点。

本实施例给出的装置，其中,

所述照射模块210，执行使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨的操作，包括：

使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射；

所述学测量标志为布设在行驶轨附近区域内且位置坐标已知的测量控制点。

具体地，所述使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射，包括：

以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，使面状激光波束包含的一个一字形子波束的第一部分照射在第一光学测量标志上，该一字形子波束的第二部分照射在第二光学测量标志上，并且使该一字形子波束的第三部分照射在行驶轨上。

进一步地，所述以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，包括：

获取所述光学测量标志识别信息、光学测量标志对应的安装位置信息和一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息中的至少一种；

根据所述光学测量标志识别信息、光学测量标志对应的安装位置信息和一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息中的至少一种，以第一轴线和第二轴线中的至少一个为转轴转动光反射单元，使所述一字形子波束的第一部分照射在第一光学测量标志对应的测量基准点上，该一字形子波束的第二部分照射在第二光学测量标志对应的测量基准点上。

所述获取一字形子波束在光学测量标志上的照射位置信息，包括：

获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第一光学测量标志上的照射光斑，根据该照射光斑的厚度维角平分面至第一光学测量标志对应的测量基准点的距离d1，获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第二光学测量标志上的照射光斑，根据该照射光斑的厚度维角平分面至第二光学测量标志对应的测量基准点的距离d2，；

判断距离d1和距离d2中是否有一项大于预定基准面误差门限；若是，则调整面状激光波束的照射方向和波束面法向中的至少一种，使距离d1和距离d2均小于预定基准面误差门限；若否，则不调整面状激光波束的照射方向和波束面法向。

具体地，所述获取面状激光波束包含的一字形子波束或一字形波束元素在第一和第二光学测量标志上的照射光斑，包括：

通过无线信道或有线信道接收在第一和第二光学测量标志处获取的所述面状激光波束对所述第一和第二光学测量标志的照射位置信息。

本实施例中，一字形波束的厚度维角平分面也称之为一字形波束的厚度中心面。

具体地，所述一字形波束的厚度中心面由至扁平形的一字形波束的两个扁平表面距离相等的点构成。

具体地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至5毫米之间的实数，不包括0值，包括5值；

优选地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至0.5毫米之间的实数，不包括0值，包括0.5值。

具体地，所述光学测量标志识别信息包括光学测量标志模块识别信息和光学测量标志识装置识别信息中的至少一种。

具体地，所述光学测量标志对应的安装位置信息，包括该安装位置对应的编号和测量基准点点位坐标中的至少一种。

进一步地，所述光学测量标志对应的安装位置信息包括的对应的编号，其编号方式与CPIII控制点编号方式相同或相仿；

进一步地，所述光学测量标志对应的安装位置信息包括的对应的测量基准点点位坐标，其对应关系与CPIII控制点编号与CPIII控制点测量点的坐标的对应关系相同或相仿。

具体地，所述光学测量标志装置识别信息，包括生产厂商、型号、批次和安装日期中至少一项，该识信息数用于运营维护。

本实施例给出的装置，其中,

所述测量模块220，用于执行使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置的操作，包括如下至少一种步骤：

确定一个水平面作为测量基准面，通过所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述一字形子波束与所述测量基准面的交线是否平行；若是，则将所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，计算该连线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；或在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，将该连线在水平面内的投影线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；

确定一个水平面作为测量基准面，通过第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述测量基准面平行；若是，则将所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差；以及

通过所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差。

本实施例给出的装置，其中,

所述测量模块220，用于执行使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点的坐标的操作，包括：

获取行驶轨上的一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标；

使用所述一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标确定行驶上的一字形子波束的光斑的质心点的位置坐标。

所述光学测量标志对应的测量基准点也称之为测量控制点。

所述光学测量标志位于行驶轨邻近区域内；

具体地，所述光学测量标志位与行驶轨的距离小于10米。

本实施例给出的装置，还包括一字形子波束夹角标定模块230，该模块用于执行如下操作步骤：

向距离已知的夹角标定光靶发射两个或两个以上的一字形子波束，获取两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离，使用两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离和激光光源处的波束整型透镜至夹角标定光靶的距离确定所述两个一字形子波束间的夹角。

所述所述两个一字形子波束间的夹角，用于确定两个一字形子波束在穿过其产生的光斑质心点的平面上的连线的长度。

本实施例中，所述面状激光波束，是指波束的横截面形状中包含一字形状的截面；或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状中包含一字形状的光斑。

所述面状激光束的光斑用于获取待测物体的表面形态图像或用于测量待测物体的光学测量标志。

具体地，当所述面状激光束的光斑用于测量待测物体的光学测量标志时，使用位置和尺度中至少一项为已知的光学测量标志对面状激光束的光斑的尺寸进行标定。

具体地，面状激光波束的具体实例为一字形波束、三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种，因为所述波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束。

优选地，面状激光波束为一字形波束，或L形波束，⊥字形波束，或十字形波束。

更优选地，面状激光波束为一字形波束。

L形波束，⊥字形波束，或十字形波束都包含一字形波束元素；

⊥字形波束，或十字形波束包含L形波束元素。

为了便于对面状激光波束进行描述，本实施例以一字形波束为例定义或规范如下术语的含义：

在给出具体术语含义之前，首先指出：本实施例所述的一字形波束在宽度上为以波束宽度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束宽度角的角等分线为对称轴的对称波束；本实施例所述的一字形波束在厚度上为以波束厚度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束厚度角的角等分线为对称轴的对称波束；

一字形波束是指波束的横截面形状或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状为一字形；所述波束的横截面是指在与波束主传播方向相垂直的平面上的截面；

一字形波束的宽度维半功率角度，是指一字形波束在一字线延伸方向所在平面内的半功率角度；

一字形波束宽度维角平分面，是指垂直于一字形波束的一字线光斑或一字形横截面并且将一字形面波束的半功率角度二等分的平面；

一字形波束的厚度维半功率角度，是指一字形波束在与一字线延伸方向垂直的平面内的半功率角度；

一字形波束的厚度维角平分面，是指垂直于一字形波束宽度维角平分面并且将一字形波束的厚度维半功率角度二等分的平面；

一字形波束的视轴或光轴，是指一字形波束宽度维角平分面与一字形波束的厚度维角平分面的交线。

具体地，当本实施例所述的面状激光波束为波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束时，比如，当面状激光波束为三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种时，选取其中具有一字形波束形状的一个波束构成部分作为一字形波束元素，将对一字形波束定义的一字形波束的宽度维半功率角度、一字形波束宽度维角平分面、一字形波束的厚度维半功率角度、一字形波束的厚度维角平分面以及一字形波束的视轴或光轴的概念应用于该一字形子波束或一字形波束元素。

本实施例给出的装置，还包括测量控制模块240，其中，

测量控制模块240对照射模块210的照射方式和波束参数进行控制，并且，对测量模块220和一字形子波束夹角标定模块230的工作方式和工作进程进行控制。

本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、光电测距技术和自动控制技术实现；本发明实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件、光-电器件实现。

以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。

本发明给出一种轨道摄影测量方法及装置，克服了现有摄影测量技术存在的光学测量标志布设工作量大、效率低、难以在轨道上布设并且难以长期在轨道所处环境下使用这些缺点中的至少一种。精度高、效率高，具有实用性。

Claims (10)

1.一种轨道摄影测量方法,包括：

使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨；

使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其中,

使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨，包括：

使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射；

所述学测量标志为布设在行驶轨附近区域内且位置坐标已知的测量控制点。

3.如权利要求1所述的方法，其中，

所述使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置，包括如下至少一种步骤：

确定一个水平面作为测量基准面，通过所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述一字形子波束与所述测量基准面的交线是否平行；若是，则将所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，计算该连线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；或在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，将该连线在水平面内的投影线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；

确定一个水平面作为测量基准面，通过第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述测量基准面平行；若是，则将所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差；以及

通过所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差。

4.如权利要求3所述的方法，其中，

所述使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点的坐标，包括：

获取行驶轨上的一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标；

使用所述一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标确定行驶上的一字形子波束的光斑的质心点的位置坐标。

5.如权利要求1至2所述的方法，还包括一字形子波束夹角标定方法，具体包括如下步骤：

向距离已知的夹角标定光靶发射两个或两个以上的一字形子波束，获取两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离，使用两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离和激光光源处的波束整型透镜至夹角标定光靶的距离确定所述两个一字形子波束间的夹角。

6.一种摄影测量装置,包括

照射模块，测量模块；其中，

照射模块，用于使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨，包括激光光源子模块、激光波束整形子模块、激光反射面子模块、照射控制子模块、照射位置信息获取子模块和激光反射面转动伺服子模块中的至少一种；

测量模块，用于使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置或行驶轨上点的坐标，包括光斑图像处理子模块、位置信息处理子模块中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的装置，其中,

所述照射模块，执行使用包含两个或两个以上的相互平行的一字形子波束的面状激光波束照射行驶轨的操作，包括：

使面状激光波束包含的一字形子波束中的至少一个同时对至少一根行驶轨和至少两个光学测量标志进行照射；

所述学测量标志为布设在行驶轨附近区域内且位置坐标已知的测量控制点。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，

所述测量模块，用于执行使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点间相对位置的操作，包括如下至少一种步骤：

确定一个水平面作为测量基准面，通过所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述一字形子波束与所述测量基准面的交线是否平行；若是，则将所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

通过所述一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述一字形子波束在第二行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一和第二行驶轨上的光斑质心点间的高度差；

在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，计算该连线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；或在所述一字形子波束在第一和第二行驶轨上的光斑质心点间做一个连线，将该连线在水平面内的投影线的长度作为第一和第二行驶轨的间距；

确定一个水平面作为测量基准面，通过第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一直线，判断该直线是否与所述测量基准面平行；若是，则将所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点判为等高度点，若否，则通过所述所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个与测量基准面平行的高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差；以及

通过所述第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点做一个水平面作为高度差测量平面，沿法线方向移动该高度差测量平面至所述第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点的高度，将所述高度差测量平面移动的距离作为第一一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点和第二一字形子波束在第一行驶轨上的光斑质心点间的高度差。

9.根据权利要求6所述的装置，其中，

所述测量模块，用于执行使用所述一字形子波束的光斑图象确定行驶轨上点的坐标的操作，包括：

获取行驶轨上的一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标；

使用所述一字形子波束的光斑图象和光学测量标志对应的测量基准点坐标确定行驶上的一字形子波束的光斑的质心点的位置坐标。

10.根据权利要求6所述的装置，还包括一字形子波束夹角标定模块，该模块用于执行如下操作步骤：

向距离已知的夹角标定光靶发射两个或两个以上的一字形子波束，获取两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离，使用两个一字形子波束的光斑在夹角标定光靶上的距离和激光光源处的波束整型透镜至夹角标定光靶的距离确定所述两个一字形子波束间的夹角。