CN111307198A - 一种动态测量系统及其测量方法 - Google Patents

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丁海波
章湖
应杰
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Abstract

本发明公开了一种动态测量系统及其测量方法，包括中央处理器，所述中央处理器上分别连接有3D相机、无线通讯模块、步进电机、计算模块、陀螺仪和数据采集模块，所述3D相机和陀螺仪均设于移动的平台上，同时步进电机用于驱动移动的平台上的3D相机进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块用于将3D相机拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述数据采集模块用于采集移动的平台的实时速度数据。本发明中，通过利用GNSS系统测得移动测量点平台的移速，然后利用步进电机带动3D相机进行拍摄角度旋转补偿，使得相机拍摄的区域与移动的平台呈相对静止状态，然后进行拍摄，克服了传统动态测量智能依靠静止的测量点进行测量的缺陷。

Description

一种动态测量系统及其测量方法
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体为一种动态测量系统及其测量方法。
背景技术
动态测量是指被测量在测量过程中是随时间不断变化的，对这种被测量进行测量的测量方法。一般需首先在某一起始点上，静止地观测数分钟，以便进行初始化工作。之后,运动的接收机按预定的采样时间间隔自动地进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时地确定采样点的空间位置。目前，其定位的精度可达厘米级。另外，根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为接触式测量与非接触式测量；根据测量系统是否向被测对象施加能量可分为主动式测量与被动式测量等。
现有的动态测量技术是以静态的测量点去测量动态的被测点，当测量点变换成移动状态时，现有的动态测量技术则无法使用，因此我们提出一种动态测量系统及其测量方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种动态测量系统及其测量方法，为了解决现有动态测量技术只能对测量点进行静止测量，在测量点进行移动时无法有效测量的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种动态测量系统，包括中央处理器，所述中央处理器上分别连接有3D相机、无线通讯模块、步进电机、计算模块、陀螺仪和数据采集模块，所述3D相机和陀螺仪均设于移动的平台上，同时步进电机用于驱动移动的平台上的3D相机进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块用于将3D相机拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述数据采集模块用于采集移动的平台的实时速度数据，所述陀螺仪用于为步进电机带动3D相机转动时提供动力位置参考，陀螺仪安装于3D相机上，受步进电机一同带动。
其中，所述中央处理器上还连接有GNSS系统，GNSS系统即全球导航卫星系统。
其中，所述中央处理器上还连接有图像预处理模块，图像预处理模块用于对拍摄的图像视频流数据进行处理，获取更高清晰度与保证度的图像信息。
其中，所述图像预处理模块包括信号降噪处理、图像保真处理和所述信号降噪处理用于对3D相机拍摄的图像视频流数据进行降噪，以保证后续处理时不受噪点影响，所述图像保真处理用于对降噪处理完的图像视频流数据进行保真处理，以提高图像与视频的清晰度。
其中，所述图像预处理模块还包括像素点分辨和清晰图像裁取，像素点分辨用于对拍摄到的图像像素点进行分析，获取图像中不清晰像素点与清晰像素点的位置和范围，所述清晰图像裁取用于根据分辨出的清晰图像像素点位置，将清晰像素点进行提取，获取清晰图像。
其中，所述GNSS系统采用GPS或北斗卫星系统。
其中，所述的一种动态测量方法，包括如下步骤；
步骤1：利用GNSS系统测得移动的平台速度；
步骤2：根据测得的平台移速，控制步进电机带动3D相机进行转动，以陀螺仪提供的3D相机转动参数进行调整转速，使3D相机拍摄视角内画面呈相对静止；
步骤3：3D相机对待测物体进行拍摄，拍摄的图像视频流数据经图像预处理模块进行处理；
步骤4：根据3D相机两次快门拍摄出的两张物体图像，进行所需参数的换算测量。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过利用GNSS系统测得移动测量点平台的移速，然后利用步进电机带动3D相机进行拍摄角度旋转补偿，使得相机拍摄的区域与移动的平台呈相对静止状态，然后进行拍摄，克服了传统动态测量智能依靠静止的测量点进行测量的缺陷，弥补了动态测量的技术内容。
2、本发明中，通过使用3D相机，利用3D相机的双镜头双快门拍摄两组图像，从而提供3D形态的图像，方便观看，同时利用两组不同图像还可以获取测量物体的立体图像，从而更加方便测量。
3、本发明中，通过对拍摄的图像进行像素点清晰度分辨，剔除外周模糊的像素，保留中间清晰的图像，从而保证图像清晰度。
4、本发明中，测量时操作简单，由中央处理器自动根据系统的运行检测结果进行相应的操作，从而省去了人工操作的麻烦以及人工误差。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明中壳体的侧视图。
图中标记：1、3D相机；2、无线通讯模块；3、GNSS系统；4、图像预处理模块；5、中央处理器；6、步进电机；7、计算模块；8、陀螺仪；9、数据采集模块；40、信号降噪处理；41、图像保真处理；42、像素点分辨；43、清晰图像裁取。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供以下几个实施例：实施例一，请参阅图1，一种动态测量系统，包括中央处理器5，所述中央处理器5上分别连接有3D相机1、无线通讯模块2、GNSS系统3、图像预处理模块4、步进电机6、计算模块7、陀螺仪8和数据采集模块9，所述3D相机1和陀螺仪8均设于移动的平台上，同时步进电机6用于驱动移动的平台上的3D相机1进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块2用于将3D相机1拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述GNSS系统3即全球导航卫星系统，现有的GNSS系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GaLiLco系统以及中国的北斗卫星系统，根据实际情况，选用GPS或北斗卫星系统，所述数据采集模块9用于采集移动的平台的实时速度数据，所述陀螺仪8用于为步进电机6带动3D相机1转动时提供动力位置参考，陀螺仪安装于3D相机1上，受步进电机6一同带动；
一种动态测量方法，包括如下步骤；
步骤1：利用GNSS系统测得移动的平台速度；
步骤2：根据测得的平台移速，控制步进电机带动3D相机进行转动，以陀螺仪提供的3D相机转动参数进行调整转速，使3D相机拍摄视角内画面呈相对静止；
步骤3：3D相机对待测物体进行拍摄，拍摄的图像视频流数据经图像预处理模块进行处理；
步骤4：根据3D相机两次快门拍摄出的两张物体图像，进行所需参数的换算测量。
实施例二，请参阅图1～2，一种动态测量系统，包括中央处理器5，所述中央处理器5上分别连接有3D相机1、无线通讯模块2、GNSS系统3、图像预处理模块4、步进电机6、计算模块7、陀螺仪8和数据采集模块9，所述3D相机1和陀螺仪8均设于移动的平台上，同时步进电机6用于驱动移动的平台上的3D相机1进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块2用于将3D相机1拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述GNSS系统3即全球导航卫星系统，现有的GNSS系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GaLiLco系统以及中国的北斗卫星系统，根据实际情况，选用GPS或北斗卫星系统，所述数据采集模块9用于采集移动的平台的实时速度数据，所述陀螺仪8用于为步进电机6带动3D相机1转动时提供动力位置参考，陀螺仪安装于3D相机1上，受步进电机6一同带动；
所述图像预处理模块4还包括信号降噪处理40和图像保真处理41，所述信号降噪处理40用于对3D相机1拍摄的图像视频流数据进行降噪，以保证后续处理时不受噪点影响，所述图像保真处理41用于对降噪处理完的图像视频流数据进行保真处理，以提高图像与视频的清晰度。
一种动态测量方法，包括如下步骤；
步骤1：利用GNSS系统测得移动的平台速度；
步骤2：根据测得的平台移速，控制步进电机带动3D相机进行转动，以陀螺仪提供的3D相机转动参数进行调整转速，使3D相机拍摄视角内画面呈相对静止；
步骤3：3D相机对待测物体进行拍摄，拍摄的图像视频流数据经图像预处理模块进行处理；
步骤4：根据3D相机两次快门拍摄出的两张物体图像，进行所需参数的换算测量。
实施例三，请参阅图1～2，一种动态测量系统，包括中央处理器5，所述中央处理器5上分别连接有3D相机1、无线通讯模块2、GNSS系统3、图像预处理模块4、步进电机6、计算模块7、陀螺仪8和数据采集模块9，所述3D相机1和陀螺仪8均设于移动的平台上，同时步进电机6用于驱动移动的平台上的3D相机1进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块2用于将3D相机1拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述GNSS系统3即全球导航卫星系统，现有的GNSS系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GaLiLco系统以及中国的北斗卫星系统，根据实际情况，选用GPS或北斗卫星系统，所述数据采集模块9用于采集移动的平台的实时速度数据，所述陀螺仪8用于为步进电机6带动3D相机1转动时提供动力位置参考，陀螺仪安装于3D相机1上，受步进电机6一同带动；
所述图像预处理模块4还包括信号降噪处理40、图像保真处理41、像素点分辨42和清晰图像裁取43，所述信号降噪处理40用于对3D相机1拍摄的图像视频流数据进行降噪，以保证后续处理时不受噪点影响，所述图像保真处理41用于对降噪处理完的图像视频流数据进行保真处理，以提高图像与视频的清晰度，所述像素点分辨42用于对拍摄到的图像像素点进行分析，获取图像中不清晰像素点与清晰像素点的位置和范围，所述清晰图像裁取43用于根据分辨出的清晰图像像素点位置，将清晰像素点进行提取，获取清晰图像。
一种动态测量方法，包括如下步骤；
步骤1：利用GNSS系统测得移动的平台速度；
步骤2：根据测得的平台移速，控制步进电机带动3D相机进行转动，以陀螺仪提供的3D相机转动参数进行调整转速，使3D相机拍摄视角内画面呈相对静止；
步骤3：3D相机对待测物体进行拍摄，拍摄的图像视频流数据经图像预处理模块进行处理；
步骤4：根据3D相机两次快门拍摄出的两张物体图像，进行所需参数的换算测量。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种动态测量系统，包括中央处理器(5)，其特征在于，所述中央处理器(5)上分别连接有3D相机(1)、无线通讯模块(2)、步进电机(6)、计算模块(7)、陀螺仪(8)和数据采集模块(9)，所述3D相机(1)和陀螺仪(8)均设于移动的平台上，同时步进电机(6)用于驱动移动的平台上的3D相机(1)进行拍摄角度的旋转调整，所述无线通讯模块(2)用于将3D相机(1)拍摄的影像数据进行无线传输，同时接收与发送系统的控制指令，所述数据采集模块(9)用于采集移动的平台的实时速度数据，所述陀螺仪(8)用于为步进电机(6)带动3D相机(1)转动时提供动力位置参考，陀螺仪(8)安装于3D相机(1)上，受步进电机(6)一同带动。
2.如权利要求1所述的一种动态测量系统，其特征在于，所述中央处理器(5)上还连接有GNSS系统(3)，GNSS系统(3)即全球导航卫星系统。
3.如权利要求2所述的一种动态测量系统，其特征在于，所述中央处理器(5)上还连接有图像预处理模块(4)，图像预处理模块(4)用于对拍摄的图像视频流数据进行处理，获取更高清晰度与保证度的图像信息。
4.如权利要求3所述的一种动态测量系统，其特征在于，所述图像预处理模块(4)包括信号降噪处理(40)和图像保真处理(41)，所述信号降噪处理(40)用于对3D相机(1)拍摄的图像视频流数据进行降噪，以保证后续处理时不受噪点影响，所述图像保真处理(41)用于对降噪处理完的图像视频流数据进行保真处理，以提高图像与视频的清晰度。
5.如权利要求3所述的一种动态测量系统，其特征在于，所述图像预处理模块(4)还包括像素点分辨(42)和清晰图像裁取(43)，像素点分辨(42)用于对拍摄到的图像像素点进行分析，获取图像中不清晰像素点与清晰像素点的位置和范围，所述清晰图像裁取(43)用于根据分辨出的清晰图像像素点位置，将清晰像素点进行提取，获取清晰图像。
6.如权利要求2所述的一种动态测量系统，其特征在于，所述GNSS系统(3)采用GPS或北斗卫星系统。
7.如权利要求1所述的一种动态测量方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤1：利用GNSS系统测得移动的平台速度；
步骤2：根据测得的平台移速，控制步进电机带动3D相机进行转动，以陀螺仪提供的3D相机转动参数进行调整转速补偿，使3D相机拍摄视角内画面呈相对静止；
步骤3：3D相机对待测物体进行拍摄，拍摄的图像视频流数据经图像预处理模块进行处理；
步骤4：根据3D相机两次快门拍摄出的两张物体图像，进行所需参数的换算测量。
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