CN112866579B - 数据采集方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据采集方法、装置及可读存储介质。其中所述数据采集方法用于采集待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系，包括：依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；以及识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。通过拍摄的方式采集数据，减轻了操作人员的工作量，提高了测量效率；可以不依赖于卫星定位信号，同时也避免了相距较远的测量目标之间存在视线阻挡的问题，从而提高了所述数据采集方法对工作环境的适应能力。解决了现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集领域，特别涉及一种数据采集方法、装置及可读存储介质。
背景技术
在市政工程等领域，需要测量一个目标物体的绝对坐标，或者多个目标物体之间的相对位置关系，现有方式是使用全站仪或RTK进行数据采集。
全站仪本质上一次操作只能获得两个点之间的距离以及与地面坐标之间的角度，当需要测量的目标物体较多、距离较远、以及所需要的信息较为复杂时，全站仪的效率较低。同时，全站仪重量较重，移动困难，每次测量前的初始化过程繁琐，对操作人员的要求较高，而且在测图过程中，一般需要3人，一人观测，一人跑尺，还有一人记录，进一步降低了全站仪的工作效率。另外，需要观测的目标和全站仪之间的连线上不能有任何遮挡物，如果存在遮挡物，要么造成人眼看不到，瞄不准目标，要么全站仪因为观测条件差的原因测量不出数据。
RTK(Real Time Kinematic)又叫实时动态差分测量。RTK测量的原理是基准站和移动站之间进行比较即差分，获得两者之间的精确相对位置，移动站所测量的每个点都是与基准站数据进行比较得出的结果。基准站的设置过程也占用较多的时间。同时，RTK测量依赖于卫星定位信号(如GPS、北斗、伽利略等定位系统)，无法在收不到卫星信号的环境下(例如隧道等)工作。另外，RTK无法测量两个目标物体在海拔方向上的距离。
总之，现有技术中存在测量效率低，作业环境适应性差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数据采集方法、装置及可读存储介质，以解决现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种数据采集方法，所述数据采集方法用于采集待采集区域的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系，所述数据采集方法包括如下步骤：
依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；以及
识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。
可选的，所述待采集区域包括至少两个所述待采集子区域，至少两个所述待采集子区域的位置在海拔方向上存在差异。
可选的，所述待采集区域包括至少两个所述待采集子区域，在拍摄完至少一个所述待采集子区域后，移动拍摄装置，所述拍摄装置用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果。
可选的，以连续移动所述拍摄装置的方式依次拍摄每个所述待采集子区域。
可选的，在拍摄所述待采集子区域之前，所述数据采集方法包括：
为所述待采集区域建立参考坐标系，在所述数据采集方法运行过程中，所述参考坐标系与绝对坐标系固结；以及
实时地获取所述拍摄装置与所述参考坐标系的第一位置关系；
所述预设逻辑包括：
获取所述目标物体与所述拍摄装置的第二位置关系；以及
根据所述第一位置关系和所述第二位置关系得到所述目标物体之间的相对位置关系。
可选的，所述预设逻辑还包括：
若所述拍摄结果的同一画面中出现了至少两个的所述目标物体，直接获取它们的相对位置关系。
可选的，所述待采集信息还包括所述目标物体的类型信息；在识别所述拍摄结果中的所述目标物体之后，所述数据采集方法还包括：
获取所述目标物体的类型信息。
可选的，所述待采集信息还包括所述待采集区域中的环境特征点的特征信息和位置信息；在识别所述拍摄结果中的至少一个所述目标物体之后，所述数据采集方法还包括：
识别所述目标物体周围的至少一个环境特征点，得到所述环境特征点的特征信息和位置信息。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第二个方面，提供了一种数据采集装置，所述数据采集装置用于采集待采集区域中的多个目标物体的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述目标物体之间的相对位置关系；
所述数据采集装置包括通信连接的摄像模块和逻辑处理模块，其中，
所述摄像模块用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果，并将所述拍摄结果发送给所述逻辑处理模块；
所述逻辑处理模块用于识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第三个方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，实现上述的数据采集方法。
和现有技术相比，在本发明提供的数据采集方法、装置及可读存储介质中，所述数据采集方法用于采集待采集区域的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系，所述数据采集方法包括如下步骤：依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；以及识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。通过拍摄的方式采集数据，减轻了操作人员的工作量，提高了测量效率；又由于仅采集所述目标物体之间的相对位置关系，在采集过程中可以不依赖于卫星定位信号，克服了RTK方法的缺陷；又同时通过依次拍摄每个所述待采集子区域的方式，避免了相距较远的测量目标之间存在视线阻挡的问题，从而提高了所述数据采集方法对工作环境的适应能力。解决了现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
附图说明
本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：
图1是本发明一实施例的数据采集方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的核心思想在于提供一种数据采集方法、装置及可读存储介质，以解决现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
以下参考附图进行描述。
请参考图1，图1是本发明一实施例的数据采集方法的流程示意图。
该实施例的数据采集方法用于采集待采集区域的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系、所述目标物体的类型信息以及所述待采集区域中的环境特征点的特征信息和位置信息。需理解，每一个所述目标物体从属于且仅从属于一个所述待采集子区域，所述采集子区域可以包括零个、一个或者一个以上的所述目标物体。所述环境特征点也应当以同样的思路进行理解，即每一个所述环境特征点从属于且仅从属于一个所述待采集子区域，所述采集子区域可以包括零个、一个或者一个以上的所述环境特征点。所述目标物体根据应用场景的不同而不同，在市政工程领域，所述目标物体可以是井盖、消防栓、电线杆等市政基础设施。所述待采集信息被收集后，可以用于多种后续的场景，例如日常的巡查工作，或者开发新的市政设施时用于参考规划路线等。
所述数据采集方法包括如下步骤：
S10为所述待采集区域建立参考坐标系，在所述数据采集方法运行过程中，所述参考坐标系与绝对坐标系固结；
S20实时地获取拍摄装置与所述参考坐标系的第一位置关系；
S30依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；
S40识别所述拍摄结果中的所述目标物体；
S50获取所述目标物体与所述拍摄装置的第二位置关系；
S60根据所述第一位置关系和所述第二位置关系得到所述目标物体之间的相对位置关系；
S61若所述拍摄结果的同一画面中出现了至少两个的所述目标物体，直接获取它们的相对位置关系；
S70获取所述目标物体的类型信息；
S80识别所述目标物体周围的至少一个环境特征点，得到所述环境特征点的特征信息和位置信息；
S90存储获得的所述待采集信息。
需理解，在步骤S10中，所述参考坐标系可以是二维的或者三维的，优选三维的。建立参考坐标系的方式可以是多种的，在本实施例中，以建立参考坐标系时的所述拍摄装置所在的位置为坐标原点，以海拔方向为z轴，以水平面为xy平面建立所述参考坐标系。在其他的实施例中，也可以是以建立参考坐标系时的所述拍摄装置的朝向为x轴建立所述参考坐标系，也可以是以建立参考坐标系时的所述拍摄装置所在的位置在地面上的投影为坐标原点建立所述参考坐标系。在步骤S20中，所述第一位置关系包括所述拍摄装置的位置坐标以及所述拍摄装置朝向与所述参考坐标系之间的方向角。获得所述第一位置关系的方式可以是采用陀螺仪、指北针、重力感应器等设备结合相应的算法，若拍摄结果为连续的视频，也可以通过视频识别；或者将上述两种方法结合，互相验证，提高精确度。在步骤S30中，所述拍摄结果可以是静止的照片或者视频。在步骤S40中，识别所述目标物体的方案，优选为通过预先训练的神经网络算法或AI算法进行识别。在步骤S50中，所述第二位置关系包括所述目标物体与所述拍摄装置当前所在位置的距离以及所述目标物体相对于所述拍摄装置朝向的方向角。在步骤S60及步骤S61中，采用了如下的逻辑，若两个所述目标物体没有出现在同一个画面中，则根据所述第一位置关系和所述第二位置关系计算获得所述目标物体在所述参考坐标系中的坐标和方向角，然后再根据两者各自的坐标和方向角，计算两者之间的相对位置关系；若两个所述目标物体出现在同一个画面中，则直接识别它们之间的相对位置关系。在其他的一些实施例中，所有的相对位置关系也可以都按照步骤S60的方式获得。“同一个画面”可以按照如下思路理解，若所述拍摄结果为照片，则同一个画面应当理解为一张独立的照片，若所述拍摄结果为视频，则同一个画面应当理解为视频的一帧。在步骤S70中，目标物体的类型信息可以让采集的信息的应用范围更广。由于现在的一些应用中，已经结合了AR等与机器视觉相关的技术，额外收集环境特征点的信息有利于上述的应用更好地使用数据。因此，在本实施例中，还通过步骤S80识别并收集了所述环境特征点地相关信息。识别和选择所述环境特征点的算法优选为通过预先训练的神经网络算法或AI算法。在步骤S90中，可以通过网络通信的方式，将采集到的数据上传至服务器，也可以存在本地，等后续通过其他方式汇总进入数据库。
需理解，本实施例中采集的数据，主要是所述目标物体之间的相对位置关系。在某些应用场合，可能需要所述目标物体的绝对坐标，此时，只需要在已经收集的所述目标物体中选择三个(对应三维坐标系)或两个(对应二维坐标系)具有代表性的所述目标物体，并以任何一种方式测量这三个或两个所述目标物体的绝对坐标，就可以根据所述目标物体之间的相对位置关系得到所有所述目标物体的绝对坐标。也可以在收集过程中，同步地收集所述目标物体的绝对坐标。本发明不对上述的附加方案做任何的限定。但是值得强调的是，本实施例中采集的数据，已经包含了获得每个所述目标物体的绝对坐标的重要信息。
本实施例具有如下有益效果：
第一，通过拍摄的方式采集数据，减轻了操作人员的工作量，提高了测量效率；另外，拍摄行为并不需要过于专业或者过于昂贵的设备，使得本方法的传播复制成本较低；
第二，仅采集所述目标物体之间的相对位置关系，在采集过程中可以不依赖于卫星定位信号，克服了RTK方法的缺陷；(需理解，本方法也可以和GNSS设备结合使用，从而获得更多的有益效果，但是在没有卫星定位信号的场合，本方法仍然可以生效)
第三，通过依次拍摄每个所述待采集子区域的方式，避免了相距较远的测量目标之间存在视线阻挡的问题。
因此，本实施例解决了现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
需理解，上述的数据采集方法，仅仅是一种较优的方案，在其他的实施例中，也可以根据实际情况删减上述的若干步骤，形成其他的数据采集方法。
进一步的，所述待采集区域包括至少两个所述待采集子区域，至少两个所述待采集子区域的位置在海拔方向上存在差异。当所述待采集子区域的位置在海拔上存在差异时，基于卫星定位信号的测量方法就会失效，而本方法仍能很好地工作。
在市政工程领域，往往需要在楼宇中采集数据，例如楼宇中的自来水管入口或者电线布线情况。在这种工况下，实际上全站仪因为每一层的地板之间的阻隔，已经失去了测距的可能，而RTK由于基于卫星定位信号工作，因此无法识别多个楼层中相同位置的设备。而本方法仍能很好地工作。
在一个实施例中，所述待采集区域包括至少两个所述待采集子区域，在拍摄完至少一个所述待采集子区域后，移动拍摄装置，所述拍摄装置用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果。通过移动拍摄装置，可以从多个角度获得待采集信息，方法在实施时具有较高的灵活性。
进一步地，以连续移动所述拍摄装置的方式依次拍摄每个所述待采集子区域。所述拍摄结果优选为视频或者连续的视频。连续移动的方式，一方面允许操作人员在同一个所述待采集子区域的停留时间缩短，提高采集效率，另一方面，视频中具有更多的信息，允许程序通过几帧画面之间的关联性获得更多信息(例如可以反算出拍摄装置的移动轨迹)能够让采集结果更为精准。
本实施例还提供了一种数据采集装置，所述数据采集装置用于采集待采集区域中的多个目标物体的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述目标物体之间的相对位置关系；
所述数据采集装置包括通信连接的摄像模块和逻辑处理模块，其中，
所述摄像模块用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果，并将所述拍摄结果发送给所述逻辑处理模块；
所述逻辑处理模块用于识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。
所述数据采集装置还包括与所述逻辑处理模块通信连接的定位模块，所述定位模块用于获取所述数据采集装置的定位信息。所述定位模块包括陀螺仪、指北针以及重力感应器中的至少一种。在一些实施例中，所述定位模块还包括GNSS模块。
在一个较优的实施例中，所述数据采集装置为手持可移动设备，优选为智能手机，以进一步提高所述数据采集装置的便携性和所述数据采集方法的可复制性。
本实施例还提供了一种数据采集系统，所述数据采集系统包括上述的数据采集装置和服务器，所述服务器包括管理模块、数据库模块、派单模块以及逻辑处理模块。在一实施例中，所述数据采集装置包括通信模块，所述数据采集装置通过所述通信模块和服务器之间通过网络通信连接；在另一个实施例中，所述数据采集装置包括数据存储模块和数据导出模块，当所述数据采集装置在采集数据时，所述数据采集装置将采集到的数据存储于数据存储模块，当所述数据采集装置在采集完数据后，通过数据连接线与所述服务器连接，所述数据导出模块用于将数据存储模块中的数据导出到所述服务器，实现离线方式的数据采集过程，进一步增加所述数据采集方法的适用范围。
本实施例还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，实现上述的数据采集方法。
本实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和上述的可读存储介质；所述处理器与所述可读存储介质通信连接，所述可读存储介质上的程序被所述处理器执行时，实现上述的数据采集方法。
上述的数据采集装置、数据采集系统、可读存储介质以及计算机设备同样也具有所述数据采集方法的特征，因而也获得了类似的有益效果，解决了现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
综上所述，在本实施例提供的数据采集方法、装置及可读存储介质中，所述数据采集方法用于采集待采集区域的待采集信息，所述待采集区域包括至少一个待采集子区域，所述待采集信息包括所述待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系，所述数据采集方法包括如下步骤：依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；以及识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系。通过拍摄的方式采集数据，减轻了操作人员的工作量，提高了测量效率；又由于仅采集所述目标物体之间的相对位置关系，在采集过程中可以不依赖于卫星定位信号，克服了RTK方法的缺陷；又同时通过依次拍摄每个所述待采集子区域的方式，避免了相距较远的测量目标之间存在视线阻挡的问题，从而提高了所述数据采集方法对工作环境的适应能力。解决了现有技术中存在的测量效率低，作业环境适应性差的问题。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种数据采集方法，其特征在于，所述数据采集方法用于采集待采集区域的待采集信息，所述待采集区域包括至少两个待采集子区域，所述待采集信息包括所述待采集区域中的至少两个目标物体之间的相对位置关系，每一个所述目标物体从属于且仅从属于一个所述待采集子区域，所述数据采集方法包括如下步骤：
为所述待采集区域建立参考坐标系，在所述数据采集方法运行过程中，所述参考坐标系与绝对坐标系固结；
实时地获取拍摄装置与所述参考坐标系的第一位置关系，所述第一位置关系包括所述拍摄装置的位置坐标以及所述拍摄装置朝向与所述参考坐标系之间的方向角；
依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果，其中，在拍摄完至少一个所述待采集子区域后，移动拍摄装置，所述拍摄装置用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果；以及
识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系；
所述预设逻辑包括：
获取所述目标物体与所述拍摄装置的第二位置关系，所述第二位置关系包括所述目标物体与所述拍摄装置当前所在位置的距离以及所述目标物体相对于所述拍摄装置朝向的方向角；以及
根据所述第一位置关系和所述第二位置关系得到所述目标物体之间的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，至少两个所述待采集子区域的位置在海拔方向上存在差异。
3.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，以连续移动所述拍摄装置的方式依次拍摄每个所述待采集子区域。
4.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述预设逻辑还包括：
若所述拍摄结果的同一画面中出现了至少两个的所述目标物体，直接获取它们的相对位置关系。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的数据采集方法，其特征在于，所述待采集信息还包括所述目标物体的类型信息；在识别所述拍摄结果中的所述目标物体之后，所述数据采集方法还包括：
获取所述目标物体的类型信息。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的数据采集方法，其特征在于，所述待采集信息还包括所述待采集区域中的环境特征点的特征信息和位置信息；在识别所述拍摄结果中的至少一个所述目标物体之后，所述数据采集方法还包括：
识别所述目标物体周围的至少一个环境特征点，得到所述环境特征点的特征信息和位置信息。
7.一种数据采集装置，其特征在于，所述数据采集装置用于采集待采集区域中的多个目标物体的待采集信息，所述待采集区域包括至少两个待采集子区域，所述待采集信息包括所述目标物体之间的相对位置关系，每一个所述目标物体从属于且仅从属于一个所述待采集子区域；
所述数据采集装置包括通信连接的拍摄装置和逻辑处理模块，其中，
所述拍摄装置用于依次拍摄每个所述待采集子区域，得到拍摄结果，并将所述拍摄结果发送给所述逻辑处理模块，其中，在拍摄完至少一个所述待采集子区域后，移动所述拍摄装置；
所述逻辑处理模块用于在拍摄所述待采集子区域之前，为所述待采集区域建立参考坐标系，在所述数据采集方法运行过程中，所述参考坐标系与绝对坐标系固结；实时地获取所述拍摄装置与所述参考坐标系的第一位置关系；所述第一位置关系包括所述拍摄装置的位置坐标以及所述拍摄装置朝向与所述参考坐标系之间的方向角；所述逻辑处理模块还用于识别所述拍摄结果中的所述目标物体，根据预设逻辑得到所述目标物体之间的相对位置关系；
所述预设逻辑包括：获取所述目标物体与所述拍摄装置的第二位置关系；所述第二位置关系包括所述目标物体与所述拍摄装置当前所在位置的距离以及所述目标物体相对于所述拍摄装置朝向的方向角；以及，根据所述第一位置关系和所述第二位置关系得到所述目标物体之间的相对位置关系。
8.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的数据采集方法。
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