CN112304294A - 一种像控点布控和测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法包括如下步骤：建立移动测量设备和RTK设备通讯连接；移动测量设备从所述RTK设备获取实时RTK数据；移动测量设备获取自身加速度传感器数据；根据加速度传感器数据变化保存当前的RTK数据，用于确定当前像控点RTK数据；检验像控点的布控成果，若满足要求则上传布控成果，所述移动测量设备和所述RTK设备建立蓝牙通讯连接，所述方法及系统可采用包括但不仅限于手机等移动测量设备完成像控点布控和测量，并且采用RTK技术实现精准的布控和测量。

Description

一种像控点布控和测量方法及系统

发明领域

本发明涉及测量领域，特别涉及一种像控点布控和测量方法及系统。

背景技术

目前随着无人机的发展，将无人机应用到三调基础测绘、举证、核查、监管等工作中具有非常广泛的用途，现有像控点的布控基于专业测控设备进行，比如传统的测绘需要全站仪、经纬仪、水准仪秒表等多个装置协同操作，传统的测绘效率较低,多种仪器的协同操作不够便利。

发明内容

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法及系统可采用包括但不仅限于手机等移动测量设备完成像控点布控和测量，并且采用RTK技术实现精准的布控和测量。

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述系统内设有加速度传感器，通过获取自身的加速度传感器的数据，并识别自身的运动状态，可采用包括但不仅限于摇一摇的方式获取RTK数据，可实现快速便捷地获取并保存像控点的RTK数据。

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法和系统采用5G对获取的像控点数据进行上传，在移动状态下进行实测的像控点数据将更加准确。

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法和系统可对像控点进行快速标注，并在对像控点拍摄后直接获取并显示像控点照片的四要素，所述照片四要素包括拍摄人员、拍摄时间、像控点相对于拍摄者角度和像控点坐标。

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法和系统中，移动测量设备和RTK设备之间采用蓝牙连接，并在建立蓝牙连接信道后自动转跳至RTK连接页面，从而使得所述方法更加便捷。

本发明其中一个发明目的在于提供一种像控点布控和测量方法及系统，所述方法和系统在完成像点布控后对布控的像点进行验证，通过验证后才能上传云端保存。

为了实现至少一个发明目的，本发明进一步提供了一种像控点布控和测量方法，所述方法包括如下步骤：

建立移动测量设备和RTK设备通讯连接；

移动测量设备从所述RTK设备获取实时RTK数据；

移动测量设备获取自身加速度传感器数据；

根据加速度传感器数据变化保存当前的RTK数据，用于确定当前像控点RTK数据；

检验像控点的布控成果，若满足要求则上传布控成果。

根据本发明其中一个较佳实施例，所述移动测量设备内设有加速度传感器，进一步获取加速度传感器数据，设置加速度阈值阈值，若当前获取的加速度传感器数据大于预设的所述加速度阈值，则采集并保存当前位置的RTK数据。

根据本发明另一个较佳实施例，所述加速度传感器数据包括基于移动测量设备正面在空间上x，y，z三个方向上的加速度，分别设置x，y，z三个方向上的加速度阈值，若测量获取至少一个方向上的加速度大于所述加速度阈值，则保存所述移动测量设备当前位置的RTK数据。

根据本发明另一个较佳实施例，当所述移动测量设备获取RTK数据后，计算所述RTK数据对应的GPS卫星数，进一步判断所述RTK数据是否有固定解，若存在固定解，则保存所述RTK数据和固定解。

根据本发明另一个较佳实施例，间隔固定时间获取满足卫星数和固定解条件的同一像控点RTK数据，采集所述同一像控点多次RTK数据，计算并输出RTK数据的平均值。

根据本发明另一个较佳实施例，计算所述像控点RTK数据平均值后，采用文字转语音技术语音输出像控点RTK数据平均值。

根据本发明另一个较佳实施例，所述布控和测量方法还包对像控点进行标注，所述标注的方法包括如下步骤：

采用应用上的智能相机界面的十字架对准所述像控点；

获取所述像控点信息，所述像控点信息包括像控点的坐标、像控点相对于拍摄者角度信息和方向信息；

获取拍摄者身份信息和拍摄的时间；

将所述像控点信息、拍摄者身份信息和拍摄时间上传并可视化显示于地图上。

根据本发明另一个较佳实施例，检验所述像控点的布控成果方法包括如下步骤：

根据地形类型预设检验半径；

在每一像控点自动生成以所述像控点为中心，以预设检验半径为半径的检验圆；

将每一像控点生成的检验圆进行合并，并将合并后的图形和测量区域进行压盖；

判断测量区域是否存在镂空区域，若存在则增加布控点，若不存在则判断检验成功；

将检验成功的布控成果上传。

根据本发明另一个较佳实施例，建立RTK数据连接的响应页面，获取所述移动测量设备和RTK设备的连接状态，若判断连接成功，则自动跳转至所述响应页面。

为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种像控点布控和测量系统，所述系统上述一种像控点布控和测量方法，包括：

用户模块，用于用户注册、登录、授权处理；

任务模块，用于新建布控和测量任务、导入布控和测量数据以及将布控和测量数据进行展示；

智能布控模块，用于像控点布控和像控点的展示；

智能测绘模块，用于执行RTK测量和对RTK数据进行语音输出；

标注模块，用于获取并展示像控点坐标、智能相机相对于像控点的角度数据、拍摄人身份信息和拍摄时间；

成果共享模块，用于对布控点的布控成果进行检验、将检验成功的布控成果打包并发送给云端或上位机。

附图说明

图1显示的是本发明一种像控点布控和测量方法的流程示意图；

图2显示的是本发明一种像控点布控和测量系统的模块示意图；

图3显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中用户模块示意图；

图4显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中任务模块示意图；

图5显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中智能布控模块示意图；

图6显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中智能测绘模块示意图；

图7显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中成果共享模块示意图；

图8显示的是本发明一种像控点布控和测量系统中标注模块示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

请结合图1-8，本发明公开了一种像控点布控和测量方法和系统，所述系统具体包括：用户模块；任务模块；智能布控模块；智能测绘模块；标注模块；成果共享模块。

所述用户模块包括授权子模块，所述授权子模块将安装包安装完毕后，在首次启动程序时弹出授权提示框，所述授权子模块生成机器码，通过所述机器码生成授权文件，用于完成系统的授权使用；所述登录模块还包括注册子模块，所述注册子模块通过发送验证码的方式完成用户注册；所述用于模块还包括登录子模块，所述登录子模块在完成注册后，选择在线登录或离线登录；所述用户模块包括个人中心子模块，所述个人中心子模块用于支持连接RTK设备、修改密码、版本更新、用户帮助、意见反馈、软件更新和退出登录等操作。

所述任务模块用于新建布控点的布控和测量任务、布控和测量数据的导入、以及任务展示，所述任务模块将布控点的布控和测量任务、布控和测量数据的导入、以及任务展示输出到移动测量设备的显示器，并且以列表的方式可视化显示于所述移动测量设备的显示器。

所述智能布控模块用于生成像控点，并对生成的像控点进行布控和展示，具体的，所述智能布控模块根据选择的地形建立不同的三维模型和布控地图，所述可以是平原地区地形、丘陵地区地形、山区地形，在不同的地形中设置布点参数、选择布点距离；需要说明的是，不同地形的像控点，布点距离具有不同的要求，一般而言，对于平原地区的像控点的布点距离一般为40000-60000个像素点，丘陵地区地形像控点之间的距离为20000-40000个像素点，山区地形像控点之间的距离一般为10000-20000个像素点。

进一步的，所述智能布控模块采用网格辅助布控法，在选定地形和相邻像控点距离参数后，建立三维模型，根据所述距离参数设置横平竖直状的网格结构，并且针对所述网格结构进行自动布设像控点，换句话说，所述网格结构在水平方向和垂直方向上的都存在所述像控点，并且水平方向和竖直方向上的像控点都需要满足所述距离参数。值得一提的是，所述智能布控模块建立的三维模型可以被存储于手机等移动测量设备，从而可以在野外进行快速布控。

所述智能布控模块连接触屏显示器，并将所述三维模型可视化显示于触屏显示器，通过触屏显示器可实现对每一网格任意角度的旋转和平移，并且在所述三维模型中还包括检验点和布控点，相邻布控点呈现三角形结构，所述检验点位于三角形其中一边，用于检验相邻像控点的位置精度，所述智能布控模块将规划点图层和实际图层分别在所述触屏显示器上显示。

所述智能测绘模块包括RTK测量子模块，所述RTK测量子模块包括无线通讯模块，所述无线通讯模块通讯连接RTK设备，所述RTK测量子模块用于和RTK设备建立数据传输信道，用于采集移动测量装置自身位置的实时RTK数据。值得一提的是，所述RTK测量子模块还用于检测和所述RTK设备之间的连接状态，所述RTK测量子模块内设有响应页面，当所述RTK测量子模块连接所述RTK设备时，触发所述响应页面，所述系统自动跳转到所述响应页面，优选的，所述响应页面为RTK连接页面，用于确认是否和所述RTK设备建立通讯连接。当用于点击确认后，所述RTK测量子模块实时采集所述智能测绘模块当前位置，需要说明的是，所述智能测绘模块可以被安装于包括但不仅限于智能手机、平板等移动测量设备，可通过移动测量设备上传布控数据。

值得一提的是，所述移动测量装置内安装有加速度传感器，用于获取加速度传感器数据，当所述移动测量设备和所述RTK设备建立通讯连接并实时采集RTK数据后，采用对所述移动测量设备摇一摇或以一定的加速度向下运动的方式确定并保存所述移动测量设备当前位置的RTK数据。

具体而言，在本发明其中一个较佳实施例中，所述移动测量设备内根据加速度传感器建立x,y,z三个方向上的虚拟空间直角坐标系，在x,y,z三个方向上分别设置加速度阈值，获取加速度传感器数据后，计算x,y,z三个方向上的加速度分量，若至少一个方向上的加速度分量大于对应的加速度阈值，则所述RTK测量子模块截获当前时刻所述移动测量设备所在位置的RTK数据，并将该RTK数据保存，从而可以避免在特殊场地下需要用到双手触碰显示器带来的不便，大幅提高RTK数据测量的效率。

在本发明另一较佳实施例中，所述移动测量设备内部设有重力传感器，所述重力传感器在一定的向下加速度运动条件下触发失重信号，所述失重信号传导至所述RTK测量子模块，所述RTK测量子模块根据失重信号截获当前时刻所述移动测量设备对应位置的RTK数据，并将该数据保存，可以大幅提高RTK数据测量的效率。

进一步的，当所述智能测绘模块获取所述移动测量设备所在位置的RTK数据后，计算RTK数据对应的GPS卫星数目，若GPS卫星数大于20颗，则进一步计算RTK数据的固定解，若存在RTK固定解，则记录满足条件的RTK数据，进一步的，间隔一定时间段获取满足条件的RTK数据，其中可间隔1s获取满足条件的RTK数据，获取至少10个满足条件的RTK数据，并计算RTK数据的平均值，并将该RTK数据的平均值作为该像控点最终的RTK数据。

所述标注模块用于获取像控点的坐标信息、像控点相对于智能相机拍摄界面的角度信息和方向信息；标注方法包括如下步骤：

采用智能相机拍摄像控点，其中所述智能相机拍摄界面的十字架对准待拍摄的像控点，记录该像控点在地图中的坐标、角度和方向，同时记录拍摄者的身份信息和拍摄时间，并最终在所述移动测量设备的显示器上显示。

所述成果共享模块包括成果检验子模块，所述成果检验子模块获取布控完毕后布控地图上每一像控点的坐标，并根据地形设置不同的预设检验半径，在每一像控点上根据地形对应的预设检验半径生成检验圆，将不同层的检验圆合并到同一平面中，并将合并的检验圆压盖于测量区域，计算检验圆是否覆盖所述测量区域，若完全覆盖，则判断所述成果检验成功，若存在镂空区域，则在所述镂空区域新增像控点。

所述成果共享模块还包括成果打包子模块，所述成果子模块将检验成功的布控地图数据打包形成xkd文件；所述所述成果共享模块还包括成果上传子模块，用于将打包好的xkd文件通过5G网络上传至云端或上位机。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明，本发明的目的已经完整并有效地实现，本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种像控点布控和测量方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

建立移动测量设备和RTK设备通讯连接；

移动测量设备从所述RTK设备获取实时RTK数据；

移动测量设备获取自身加速度传感器数据；

根据加速度传感器数据变化保存当前的RTK数据，用于确定当前像控点RTK数据；

检验像控点的布控成果，若满足要求则上传布控成果。

2.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，所述移动测量设备内设有加速度传感器，进一步获取加速度传感器数据，设置加速度阈值阈值，若当前获取的加速度传感器数据大于预设的所述加速度阈值，则采集并保存当前位置的RTK数据。

3.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，所述加速度传感器数据包括基于移动测量设备正面在空间上x，y，z三个方向上的加速度，分别设置x，y，z三个方向上的加速度阈值，若测量至少一个方向上的加速度大于所述加速度阈值，则保存所述移动测量设备当前位置的RTK数据。

4.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，当所述移动测量设备获取RTK数据后，计算所述RTK数据对应的GPS卫星数，进一步判断所述RTK数据是否有固定解，若存在固定解，则保存所述RTK数据和固定解。

5.根据权利要求4所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，间隔固定时间获取满足卫星数和固定解条件的同一像控点RTK数据，采集所述同一像控点多次RTK数据，计算并输出RTK数据的平均值。

6.根据权利要求5所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，计算所述像控点RTK数据平均值后，采用文字转语音技术语音输出像控点RTK数据平均值。

7.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，所述布控和测量方法还包对像控点进行标注，所述标注的方法包括如下步骤：

采用应用上的智能相机界面的十字架对准所述像控点；

获取所述像控点信息，所述像控点信息包括像控点的坐标、像控点相对于拍摄者角度信息和方向信息；

获取拍摄者身份信息和拍摄的时间；

将所述像控点信息、拍摄者身份信息和拍摄时间上传并可视化显示于地图上。

8.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，检验所述像控点的布控成果方法包括如下步骤：

根据地形类型预设检验半径；

在每一像控点自动生成以所述像控点为中心，以预设检验半径为半径的检验圆；

将每一像控点生成的检验圆进行合并，并将合并后的图形和测量区域进行压盖；

判断测量区域是否存在镂空区域，若存在则增加布控点，若不存在则判断检验成功；

将检验成功的布控成果上传。

9.根据权利要求1所述的一种像控点布控和测量方法，其特征在于，建立RTK数据连接的响应页面，获取所述移动测量设备和RTK设备的连接状态，若判断连接成功，则自动跳转至所述响应页面。

10.一种像控点布控和测量系统，所述系统采用权利要求1-10中任意一项所述的一种像控点布控和测量方法，包括：

用户模块，用于用户注册、登录、授权处理；

任务模块，用于新建布控和测量任务、导入布控和测量数据以及将布控和测量数据进行展示；

智能布控模块，用于像控点布控和像控点的展示；

智能测绘模块，用于执行RTK测量和对RTK数据进行语音输出；

标注模块，用于获取并展示像控点坐标、智能相机相对于像控点的角度数据、拍摄人身份信息和拍摄时间；

成果共享模块，用于对布控点的布控成果进行检验、将检验成功的布控成果打包并发送给云端或上位机。

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