CN109211196A

CN109211196A - 一种基于rtk激光扫平摄影仪摄影测量技术方法

Info

Publication number: CN109211196A
Application number: CN201710553075.6A
Authority: CN
Inventors: 冯仲科; 邱梓轩; 解明星
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明公开了一种基于RTK激光扫平摄影仪摄影测量技术方法，RTK激光扫平摄影仪由RTK基站、定焦数码相机、激光器、量测手机以及云台组成，RTK基站抗干扰获取高精度GPS信息，定焦数码相机获取影像信息，激光器发射可见光平面作为影像基准，激光器发射光线与相机镜头主光轴平行且高差为d(m)，量测手机的内置陀螺仪和倾角传感器获取拍摄第i张像片时两个方向角ω，量测手机进行影像显示、影像处理、数据处理以及储存传输，云台将各个模块高度集成并可进行360度旋转，可以高精度测得量测区域任意点位置信息。

Description

一种基于RTK激光扫平摄影仪摄影测量技术方法

一、技术领域

本发明涉及一种利用新型仪器高精度测算位置信息方法，属于摄影测量领域。

二、技术背景

随着智能手机和平板电脑性能的提升内置传感器功能的完善，结合图像处理技术、摄影测量学原理，为测量向智能化、精准化、便携化发展提供了方向。针对上述情况，结合测量实际需求，利用激光发射器、量测手机、CCD镜头、RTK基站以及360度旋转云台，基于测量学原理及摄影测量学原理，由安卓系统内嵌程序自动解算，将各元器件精密集成，形成快速、便携、智能、抗干扰的测绘调查仪器，能够实现森林测量解算、隧道断面测量、土方工程测量、矿山沉降变形监测以及地形地籍测量等功能。

三、发明内容

为了克服传统地面单片摄影测量方式以及解算方法的局限性，本发明提供一种基于RTK激光扫平摄影仪摄影测量技术方法。

RTK激光扫平摄影仪由RTK基站、定焦数码相机、激光器、量测手机以及云台组成，RTK基站抗干扰获取高精度GPS信息，定焦数码相机获取影像信息，激光器发射可见光平面作为影像基准，激光器发射光线与相机镜头主光轴平行且高差为d(m)，量测手机的内置陀螺仪和倾角传感器获取拍摄第i张像片时两个方向角ω，量测手机进行影像显示、影像处理、数据处理以及储存传输，云台将各个模块高度集成并可进行360度旋转。

使用RTK激光扫平摄影仪，RTK基站获取并记录位置信息，设基站WGS84坐标转换为(X₀₀，Y₀₀，Z₀₀)，激光器发射激光扫平面作为影像基准，调整云台逆时针方向水平角ω，调整量测手机逆时针方向倾角定焦数码相机获取量测区域影像。

以RTK激光扫平仪摄影中心O建立像空间坐标系为激光发射源点为E，设摄影中心在量测区域对应坐标为O₂(X_o，Y_o，Z_o)、激光发射到量测区域的光点为E₂(X_e，Y_e，Z_e),、量测区域待测物方坐标为A₂(X_a，Y_a，Z_a)、B₂(X_b，Y_b，Z_b)、C₂(X_c，Y_c，Z_c)，设量测区域影像内摄影中心对应影像中心像元坐标为O₁(μ_o，ν_o)、量测区坐标对应像元坐标为A₁(μ_a，ν_a)、B₁(μ_b，ν_b)、C₁(μ_c，ν_c)、E₁(μ_e，ν_e),、定焦相机焦距为f；摄影中心线和激光发射线平行，因此，OE和O₂E₂相等，根据数学模型①其中k为像方坐标转换为物方坐标比例系数，可以获得数学模型②因此，得出数学模型③由于Z_a＝Z_b＝Z_c＝Z_o＝Z_e，根据数学模型①，可以获得数学模型④ 坐标系下A₂物方坐标转换到X₀₀Y₀₀Z₀₀坐标系，轴平行于X₀₀、轴平行于Y₀₀、轴平行于Z₀₀，再考虑绕Z₀₀轴二维逆时针旋转ω变换情况下，根据数学模型⑤因此，A₂实际位置信息坐标为同理，可以测算出量测区域内B₂、C₂等任意点的实际位置信息。

四、说明书附图：

下面结合附图和实例对本发明进一步说明。

图1——RTK激光扫平摄影仪示意图；

图2——测量技术原理示意图；

五、具体实施方式：

(1)使用RTK激光扫平摄影仪，RTK基站获取并记录位置信息，设基站WGS84坐标转换为(X₀₀，Y₀₀，Z₀₀)，激光器发射激光扫平面作为影像基准，调整云台逆时针方向水平角ω，调整量测手机逆时针方向倾角定焦数码相机获取量测区域影像；

(2)以RTK激光扫平仪摄影中心O建立像空间坐标系为激光发射源点为E，设摄影中心在量测区域对应坐标为O₂(X_o，Y_o，Z_o)、激光发射到量测区域的光点为E₂(X_e，Y_e，Z_e),、量测区域待测物方坐标为A₂(X_a，Y_a，Z_a)、B₂(X_b，Y_b，Z_b)、C₂(X_c，Y_c，Z_c)，设量测区域影像内摄影中心对应影像中心像元坐标为O₁(μ_o，ν_o)、量测区坐标对应像元坐标为A₁(μ_a，ν_a)、B₁(μ_b，ν_b)、C₁(μ_c，ν_c)、E₁(μ_e，ν_e),、定焦相机焦距为f；摄影中心线和激光发射线平行，因此，OE和O₂E₂相等，根据数学模型①其中k为像方坐标转换为物方坐标比例系数，可以获得数学模型②因此，得出数学模型③由于Z_a＝Z_b＝Z_c＝Z_o＝Z_e，根据数学模型①，可以获得数学模型④ 坐标系下A₂物方坐标转换到X₀₀Y₀₀Z₀₀坐标系，轴平行于X₀₀、轴平行于Y₀₀、轴平行于Z₀₀，再考虑绕Z₀₀轴二维逆时针旋转ω变换情况下，根据数学模型⑤因此，A₂实际位置信息坐标为同理，可以测算出量测区域内B₂、C₂等任意点的实际位置信息。

Claims

1.一种基于RTK激光扫平摄影仪摄影测量技术方法，其特征是：RTK激光扫平摄影仪由RTK基站、定焦数码相机、激光器、量测手机以及云台组成，RTK基站抗干扰获取高精度GPS信息，定焦数码相机获取影像信息，激光器发射可见光平面作为影像基准，激光器发射光线与相机镜头主光轴平行且高差为d(m)，量测手机的内置陀螺仪和倾角传感器获取拍摄第i张像片时两个方向角ω，量测手机进行影像显示、影像处理、数据处理以及储存传输，云台将各个模块高度集成并可进行360度旋转。

2.根据权利要求1，一种基于RTK激光扫平摄影仪摄影测量技术方法，其主要特征是：(1)使用RTK激光扫平摄影仪，RTK基站获取并记录位置信息，设基站WGS84坐标转换为(X₀₀，Y₀₀，Z₀₀)，激光器发射激光扫平面作为影像基准，调整云台逆时针方向水平角ω，调整量测手机逆时针方向倾角定焦数码相机获取量测区域影像；(2)以RTK激光扫平仪摄影中心O建立像空间坐标系为激光发射源点为E，设摄影中心在量测区域对应坐标为O₂(X_o，Y_o，Z_o)、激光发射到量测区域的光点为E₂(X_e，Y_e，Z_e),、量测区域待测物方坐标为A₂(X_a，Y_a，Z_a)、B₂(X_b，Y_b，Z_b)、C₂(X_c，Y_c，Z_c)，设量测区域影像内摄影中心对应影像中心像元坐标为O₁(μ_o，ν_o)、量测区坐标对应像元坐标为A₁(μ_a，ν_a)、B₁(μ_b，ν_b)、C₁(μ_c，ν_c)、E₁(μ_e，ν_e)、定焦相机焦距为f；摄影中心线和激光发射线平行，因此，OE和O₂E₂相等，根据数学模型①其中k为像方坐标转换为物方坐标比例系数，可以获得数学模型② 因此，得出数学模型③由于Z_a＝Z_b＝Z_c＝Z_o＝Z_e，根据数学模型①，可以获得数学模型④ 坐标系下A₂物方坐标转换到X₀₀Y₀₀Z₀₀坐标系，轴平行于X₀₀、轴平行于Y₀₀、轴平行于Z₀₀，再考虑绕Z₀₀轴二维逆时针旋转ω变换情况下，根据数学模型⑤因此，A₂实际位置信息坐标为同理，可以测算出量测区域内B₂、C₂等任意点的实际位置信息。