CN113048955A - 基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法及系统，所述方法包括：将激光位姿靶与多个相机集成为一组合体，测定激光位姿靶的中心线、坐标与各测量相机之间的相对关系；获取激光位姿靶相对激光束的方向差、倾角差及滚动角差；获取激光位姿靶中心的大地坐标和所述激光束的方位和天顶角；解算出组合体以及各测量相机的外方位元素；由激光投点器向待测作业面发出激光斑点，由各测量相机对激光斑点进行摄像获得影像图片；由控制终端进行处理并解算出激光斑点的大地坐标，最终生成点位云图。采用激光位姿靶和视觉技术获得待测作业面的点位云图，测量时无需大量的系统附件，操作简单、维护方便，极大地减轻了现场作业的工作强度。

Description

基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法及系统

技术领域

本申请涉及特定空间区域的测量技术领域，特别是涉及一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法及系统、计算机设备。

背景技术

特定空间区域的测量包括隧洞、地下车站、洞室、船仓、基坑等区域的点位坐标测量，在这些区域GPS信号无法到达，摄影测量所需的像控点难以布置。

现有的特定空间区域的测量方法大多采用全站仪逐点测量，此测量方式存在如下缺点：1、全站仪架设整平、对中等流程多；2、逐点测量耗时长，在环境复杂、危险性较大的区域作业存在较大的安全风险。

也有采用激光扫描仪进行全面测量的方式，但高性能的激光扫描仪成本高昂且后期数据处理时间较长，对特定空间区域的测量不经济，激光扫描仪在作业时同样需进行整平、对中等流程，测量所耗时间同样较长。

因此，设计一种操作简单、效率高、成本低廉的特定空间区域测量方法及系统是业内人士亟需解决的问题。

发明内容

基于现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法及系统、计算机设备，以解决现有技术中测量操作繁琐、效率低、成本高且构造复杂的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，所述方法包括以下步骤：

S1、将激光位姿靶与多个标定参数的测量相机集成为一组合体，测量和标定所述激光位姿靶的中心线、坐标与各所述测量相机之间的相对关系；

S2、根据全站仪发出并指向所述激光位姿靶的激光束，获取所述激光位姿靶相对所述激光束的方向差、倾角差及滚动角差；

S3、根据全站仪与后视棱镜构成的大地坐标导线，得到所述激光位姿靶中心的大地坐标和所述激光束的方位和天顶角；

S4、解算出所述组合体以及各所述测量相机的外方位元素，所述外方位元素至少包括大地坐标X、Y、Z以及俯仰角ω、方位角Φ、扭转角k；

S5、测量时由激光投点器向待测作业面发出并形成密集的激光斑点，再由各所述测量相机对所述激光斑点进行实时摄像获得影像图片并传输至控制终端；

S6、由所述控制终端对所述影像图片进行处理并根据摄影测量前方交会原理解算出所述激光斑点的大地坐标，最终形成待测作业面的点位云图。

进一步的，步骤S6之后还可以包括以下步骤：

S7、当需要进行点位放样作业时，在待放样区域设置移动的发光靶点，再由各所述测量相机对所述发光靶点进行实时摄像；

S8、由所述控制终端进行处理并实时解算出所述发光靶点的大地坐标，将所述发光靶点的大地坐标与设计点位坐标进行比较，获得二者的位置偏差；

S9、移动发光靶点至设计点位从而实现点位放样作业。

进一步的，步骤S6中所述由各所述控制终端对所述影像图片进行处理，包括：

S61、采用点特征匹配方法对所述影像图片的像点进行点位匹配；

S62、采用随机采样一致性方法(RANSAC算法)排除误匹配的点。

进一步的，每个所述测量相机的外方位元素通过所述全站仪测定所述激光位姿靶的方向差、倾角差、滚动角差以及大地坐标再进行转换获得。

进一步的，所述方法采用摄影测量光束法平差原理，所述摄影测量光束法平差原理最基本的计算方程为共线条件方程：

式中，f为测量相机镜头焦距；x₀、y₀为像主点的像平面坐标；x′、y′为激光斑点的像点坐标；X_S、Y_S、Z_S为测量相机的大地坐标；X、Y、Z为激光斑点的大地坐标；a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃为方程参数、共同构成测量相机的旋转矩阵；

其中，f、x₀、y₀为测量相机的内参数可先行测定；x′、y′可通过量取所述影像图片获得；X_S、Y_S、Z_S、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃可通过所述全站仪测量所述激光位姿靶进行计算转换获得。

本发明还提供一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，包括集成组合壳体，还包括：

激光位姿靶，也是一个特制的工业相机，其相机镜头全封闭，仅在镜头中心留有一小孔，允许全站仪所发激光通过镜头在相机感应片成像，它固定安装在所述集成组合壳体内腔的后端，用于接收全站仪发出的激光束和获取所述测量相机的位姿；

测量相机，对称安装在所述集成组合壳体内腔的前端两侧，用于拍摄影像图片并获得待测作业面点云数据及特定放样点的三维坐标数据，以及用于将影像图片传输至控制终端；

激光投点器，固定安装在所述集成组合壳体内腔的前端，用于发出并生成待测作业面的激光光斑，以及用于作为视觉测量时的照明光源；

全站仪，与所述激光位姿靶对应安装布置，用于向所述激光位姿靶发出激光束，以及用于获得所述集成组合壳体的空间位置和姿态信息；

后视棱镜，与所述全站仪对应安装布置，用于与所述全站仪共同形成大地坐标导线从而获得所述激光位姿靶中心的大地坐标及所述激光束的方位和天顶角；

控制终端，分别连接到测量相机、无线传输设备、全站仪，用于接收测量相机的影像图片、全站仪的坐标角度距离信息并进行处理，解算出所述激光斑点的大地坐标，并形成待测作业面的点位云图；以及用于解算出待测作业面的空间点云坐标及待放样点位的三维坐标引导放样；

无线传输设备，固定安装在所述集成组合壳体外部一侧，用于所述控制终端引导所述测量相机工作；

可充电电源，固定安装在所述集成组合壳体外部，用于为所述激光位姿靶、测量相机以及激光投点器提供电源。

进一步的，多个所述测量相机以及所述激光位姿靶之间是固定连接的，其相对关系在标定场已精确标定并形成统一的坐标系。

进一步的，所述控制终端为工控计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备中的任意一种。

进一步的，所述测量相机的数量至少为2个。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤，进而实现基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法的动态模拟测量和效果展示：

S1、将激光位姿靶与多个标定参数的测量相机集成为一组合体，测量和标定所述激光位姿靶的中心线、坐标与各所述测量相机之间的相对关系；

S2、根据全站仪发出并指向所述激光位姿靶的激光束，获取所述激光位姿靶相对所述激光束的方向差、倾角差及滚动角差；

S3、根据全站仪与后视棱镜构成的大地坐标导线，得到所述激光位姿靶中心的大地坐标和所述激光束的方位和天顶角；

S4、解算出所述组合体以及各所述测量相机的外方位元素，所述外方位元素至少包括大地坐标X、Y、Z以及俯仰角ω、方位角Φ、扭转角k；

S5、测量时由激光投点器向待测作业面发出并形成密集的激光斑点，再由各所述测量相机对所述激光斑点进行实时摄像获得影像图片并传输至控制终端；

S6、由所述控制终端对所述影像图片进行处理并根据摄影测量前方交会原理解算出所述激光斑点的大地坐标，最终生成待测作业面的点位云图。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：

一、本发明提供的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法采用激光位姿靶和视觉技术获得待测作业面的点位云图，测量时无需大量的系统附件，操作简单、维护方便，极大地减轻了现场作业的工作强度，提高了施工效率；适合作业于盾构法隧道、钻爆法隧道断面及特定洞室的点位云图测量；还适合作业于钻爆法隧道作业面的放样，挂蓝法桥梁、悬索桥梁模板的快速实时定位和放样；待测作业区域设备的实时定向定姿，如在隧道作业的悬臂掘进机、综采机的实时定向定位。

二、本发明提供的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统采用常规的工业相机、激光位姿靶、激光投点器、全站仪、后视棱镜等作为测量工具，关键部件不受国外进口封锁限制，相对于传统使用全站仪的方式大大提高了测量速度、减少了测量时间、简化了操作流程、降低了在危险区域作业的安全风险，相对于传统使用激光扫描仪的方式大大降低了设备成本；本发明通过使用激光位姿靶解决了测量相机的快速定位定姿问题；通过使用双目相机或多目相机的解决了大量待测点位的快速测量定位问题；通过使用激光投点器解决了视觉测量的光源照明问题；

系统整体具有成本低廉、精度高、测量速度快、操作简单、维护方便的优点。

附图说明

图1本发明所述基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法的流程示意图；

图2为本发明所述基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统的结构示意图；

图3为摄影测量的共线条件方程式；

图4一个施例中算机的内部构；

1、集成组合壳体；2、激光位姿靶；3、测量相机；4、激光投点器；5、无线传输设备；6、控制终端；7、全站仪；8、后视棱镜。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，如图1所示，本发明提供了一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，适用于在特定空间区域包括隧洞、地下车站、洞室、船仓、基坑等GPS信号无法到达、摄影测量像控点难以布置的区域测量，所述方法包括以下步骤：

S1、首先将激光位姿靶2与多个标定参数的测量相机3集成为一组合体；在本实施例中，所述测量相机3的数量为2，对称布置，组合可称为双目相机，激光位姿靶2的中心线和坐标与两个测量相机的相对关系是固定的，并可以在测量标定场进行精密地测量和标定；

S2、根据全站仪7发出并指向所述激光位姿靶2的激光束，由所述激光位姿靶2接收，从而获取所述激光位姿靶2相对所述激光束的方向差、倾角差及滚动角差；

S3、根据全站仪7与后视棱镜8构成的大地坐标导线，得到所述激光位姿靶2中心的大地坐标和所述激光束的方位和天顶角；

S4、根据上述所得的数据解算出所述组合体以及双目相机的外方位元素；所述外方位元素又称像片外定向元素，是确定摄影光束在物方的几何关系的基本数据，用于表征摄影光束在摄影瞬间的空间位置，外方位元素一般包括大地坐标X、Y、Z以及俯仰角ω、方位角Φ、扭转角k共计6个参数；其中双目相机各自的外方位元素由全站仪7测定激光位姿靶2的方向差、倾角差、滚动角差以及大地坐标再进行转换成所述双目相机的外方位元素。

S5、测量时启动激光投点器4，由所述激光投点器4向待测作业面发出并形成密集的激光斑点，再启动双目相机，由所述双目相机对所述激光斑点进行实时摄像获得影像图片并传输至控制终端6；

S6、由所述控制终端6对所述影像图片进行处理并根据摄影测量前方交会原理解算出所述激光斑点的大地坐标，最终生成待测作业面的点位云图，至此完成测量。

在其中一个实施例中，步骤S6之后还可以包括以下步骤：

S7、当需要进行点位放样作业时，在待放样区域设置移动的发光靶点，再由所述双目相机对所述发光靶点进行实时摄像；

S8、由所述控制终端6进行处理并实时解算出所述发光靶点的大地坐标，将所述发光靶点的大地坐标与设计点位坐标进行比较，获得二者的位置偏差；

S9、移动发光靶点至设计点位从而实现点位放样作业。

当不要进行点位放样作业时则忽略上述步骤。

更具体的，步骤S6中所述由各所述控制终端对所述影像图片进行处理，包括：

S61、采用点特征匹配方法对所述影像图片的像点进行点位匹配；

S62、采用随机采样一致性方法(RANSAC算法)排除误匹配的点。

当需要对待测作业区域的设备进行定位时，在作业区域的设备安置测量特征点，由双目相机对测量特征点进行摄像，并实时解算测量特征点的三维坐标，就可完成对该设备的实时定位，操作简单方便。

对上述测量方法的实现原理做进一步的说明如下：

1)要确定组合体或双目相机在空间的几何位置信息，至少需测量组合体或双目相机各自一个点的大地坐标X、Y、Z以及俯仰角ω、方位角Φ、扭转角k共计6个外方位元素，由于双目相机是固定在组合体上，能确定组合体的6个外方位元素就可以唯一地测量出双目相机空间的几何位置。

2)根据摄影测量光束法平差原理，以最大限度地提高测量点位云图精度，所述摄影测量光束法平差原理最基本的计算方程为共线条件方程(如图3所示)：

式中各参数的含义如下：

1)f为测量相机镜头焦距；x₀、y₀为像主点的像平面坐标；x′、y′为激光斑点的像点坐标；

2)X_S、Y_S、Z_S为测量相机的大地坐标；

3)X、Y、Z为激光斑点的大地坐标；

4)a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃为方程参数，它是一个包含测量相机方位、偏转、俯仰角度等等的一个函数，共同构成测量相机的旋转矩阵；

在方程式中，X_S、Y_S、Z_S、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃可通过所述全站仪测量所述激光位姿靶进行计算转换获得；f、x₀、y₀、及镜头的畸变系数为测量相机的内参数，可在测量相机安装前后在室内或现场通过黑白棋格法或标定场等方法进行精确标定，同时还可标定测量相机镜头的畸变误差参数；x′、y′可通过所述控制终端量取所述影像图片获得。

本发明提供的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法采用激光位姿靶和视觉技术获得待测作业面的点位云图，测量时无需大量的系统附件，安装简单、维护方便，极大地减轻了现场作业的工作强度，提高了施工效率；适合作用于盾构法隧道、钻爆法隧道断面及特定洞室的点位云图测量；还适合作用于钻爆法隧道作业面的放样，挂蓝法桥梁、悬索桥梁模板的快速实时定位和放样；待测作业区域设备的实时定向定姿，如在隧道作业的悬臂掘进机、综采机的实时定向定位。

在一个实施例中，如图2所示，本发明提供了一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，所述系统主要包括集成组合壳体1、激光位姿靶2、测量相机3、激光投点器4、无线传输设备5、控制终端6、全站仪7、后视棱镜8。其中，所述集成组合壳体1、激光位姿靶2、测量相机3、激光投点器4集成为一体形成组合体。更具体的：

所述激光位姿靶2固定安装在所述集成组合壳体1内腔的后端，用于测量和标定测量相机3的位置、姿态，以及用于接收全站仪7发出的激光束并获取相对所述激光束的方向差、倾角差及滚动角差；全站仪所发激光指向镜头中心，同时测量出镜头三维坐标，通过系统软件测量激光像斑的像素坐标，可方便计算出特制相机中心相对于激光的方位，倾角、滚动偏差。全站仪发出的激光束在大地坐标系的方向是已知的，激光位姿靶的位姿就可快速获得。

所述测量相机3在本实施例中选用两个，并在所述集成组合壳体1内腔的前端两侧对称布置，用于拍摄影像图片并获得待测作业面点云数据及特定放样点的三维坐标数据，以及用于将影像图片传输至控制终端6；通过双目所得影像图片数据可快速获得待测作业面的表面点云数据及特定放样点的三维坐标数据；

所述激光投点器安装在所述集成组合壳体1内腔的前端中部，用于发出并生成待测作业面的激光光斑，所述激光光斑还可以作为视觉测量时的照明光源；

所述全站仪7与所述激光位姿靶2对应安装布置，即二者可相互通视，用于向所述激光位姿靶2发出激光束，以及用于获得所述集成组合壳体1的空间位置和姿态信息；

所述后视棱镜8与所述全站仪7对应安装布置，用于与所述全站仪7共同形成大地坐标导线从而获得所述激光位姿靶2中心的大地坐标及所述激光束的方位和天顶角；

所述控制终端6分别通过连接线缆连接到测量相机3、无线传输设备5、全站仪7，用于接收测量相机3的影像图片、全站仪7的坐标角度距离信息并进行处理，解算出所述激光斑点的大地坐标，并生成待测作业面的点位云图；以及用于解算出待测作业面的空间点云坐标及待放样点位的三维坐标引导放样；

所述无线传输设备5固定安装在所述集成组合壳体1外部一侧，用于所述控制终端6引导所述测量相机3工作；

所述可充电电源固定安装在所述集成组合壳体1内腔中部，用于为所述激光位姿靶2、测量相机3以及激光投点器4提供电源。

在其中一个实施例中，双目相机以及所述激光位姿靶2之间是固定连接的，其相对关系包括激光位姿靶2与双目相机之一、激光位姿靶2与双目相机之二，相对关系量包括坐标平移量及其相对的旋转矩阵，其参数可在标定场精确标定。同时测量相机的内参数包括相机的焦距，主距，畸变参数等也在标定场进行了精确的标定、统一的坐标系。

容易想到的是，在本发明的另一个实施例中，还可以采用双棱镜配合倾斜传感器的方式来快速测定测量相机的位置、姿态，这两种方式的原理是一样的，其中倾斜传感器可获得组合壳体的滚动角和俯仰角。通过全站仪测量壳体的两点获得壳体的方向角和壳体坐标。显然，这种方法所获得的相机位姿参数的精度和效率要低于激光位姿靶测量的方式，

但亦不失一种解决问题的方法。这类不脱离本发明构思的前提下，作出若干简单推导或替换的方案均属于本发明的保护范围。

现场大地坐标系统通过传统的导线测量方法已延伸至作业面附近，使用传统的全站仪7快速获得集成组合壳体1的空间位置和姿态，所述全站仪7可以是自动全站仪，也可以是普通的手动作业的全站仪。

在其中一个实施例中，所述控制终端6为工控计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备中的任意一种，进一步优选为带有显示屏的工控计算机。

在其中一个实施例中，所述测量相机3的数量可以为2，也可以大于2，当数量为2时则形成双目相机，当数量大于2时则形成多目相机。

本发明提供的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统采用常规的工业相机、激光位姿靶、激光投点器、全站仪、后视棱镜等作为测量工具，关键部件不受国外进口封锁限制，相对于传统使用全站仪的方式大大提高了测量速度、减少了测量时间、简化了操作流程、降低了在危险区域作业的安全风险，相对于传统使用激光扫描仪的方式大大降低了设备成本；本发明通过使用激光位姿靶解决了相机的快速定位定姿问题；通过使用双目相机或多目相机的解决了大量待测点位的快速测量定位问题；通过使用激光投点器解决了视觉测量的光源照明问题；系统整体具有成本低廉、精度高、测量速度快、操作简单、维护方便的优点。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以参照图4所示，该计算机设备可以但不限于是各种工控计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备等。其主要包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力；该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器；该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序；该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境；该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本发明所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，可以应用于该计算机设备中，并在该计算机设备中的存储器存储计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤，实现基于基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法的动态模拟测量和效果展示。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将激光位姿靶与多个标定参数的测量相机集成为一组合体，测量和标定所述激光位姿靶的中心线、坐标与各所述测量相机之间的相对关系；

S2、根据全站仪发出并指向所述激光位姿靶的激光束，获取所述激光位姿靶相对所述激光束的方向差、倾角差及滚动角差；

S3、根据全站仪与后视棱镜构成的大地坐标导线，得到所述激光位姿靶中心的大地坐标和所述激光束的方位和天顶角；

S4、解算出所述组合体以及各所述测量相机的外方位元素，所述外方位元素至少包括大地坐标X、Y、Z以及俯仰角ω、方位角Φ、扭转角k；

S5、测量时由激光投点器向待测作业面发出并形成密集的激光斑点，再由各所述测量相机对所述激光斑点进行实时摄像获得影像图片并传输至控制终端；

S6、由所述控制终端对所述影像图片进行处理并根据摄影测量前方交会原理解算出所述激光斑点的大地坐标，最终生成待测作业面的点位云图。

2.根据权利要求1所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，其特征在于，步骤S6之后还可以包括以下步骤：

S7、当需要进行点位放样作业时，在待放样区域设置移动的发光靶点，再由各所述测量相机对所述发光靶点进行实时摄像；

S8、由所述控制终端进行处理并实时解算出所述发光靶点的大地坐标，将所述发光靶点的大地坐标与设计点位坐标进行比较，获得二者的位置偏差；

S9、移动发光靶点至设计点位从而实现点位放样作业。

3.根据权利要求2所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，其特征在于，步骤S6中所述由各所述控制终端对所述影像图片进行处理，包括：

S61、采用点特征匹配方法对所述影像图片的像点进行点位匹配；

S62、采用随机采样一致性方法(RANSAC算法)排除误匹配的点。

4.根据权利要求3所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，其特征在于，每个所述测量相机的外方位元素通过所述全站仪测定所述激光位姿靶的方向差、倾角差、滚动角差以及大地坐标再进行转换获得。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量方法，其特征在于，所述方法采用摄影测量光束法平差原理，所述摄影测量光束法平差原理最基本的计算方程为共线条件方程：

式中，f为测量相机镜头焦距；x₀、y₀为像主点的像平面坐标；x′、y′为激光斑点的像点坐标；X_S、Y_S、Z_S为测量相机的大地坐标；X、Y、Z为激光斑点的大地坐标；a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃为方程参数、共同构成测量相机的旋转矩阵；

其中，f、x₀、y₀为测量相机的内参数可先行测定；x′、y′可通过量取所述影像图片获得；X_S、Y_S、Z_S、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃可通过所述全站仪测量所述激光位姿靶进行计算转换获得。

6.一种基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，包括集成组合壳体，其特征在于，还包括：

激光位姿靶，固定安装在所述集成组合壳体内腔的后端，用于接收全站仪发出的激光束和获取所述测量相机的位姿；

测量相机，对称安装在所述集成组合壳体内腔的前端两侧，用于拍摄影像图片并获得待测作业面点云数据及特定放样点的三维坐标数据，以及用于将影像图片传输至控制终端；

激光投点器，安装在所述集成组合壳体内腔的前端中部，用于发出并生成待测作业面的激光光斑，以用于作为视觉测量时的照明光源；

全站仪，与所述激光位姿靶对应安装布置，用于向所述激光位姿靶发出激光束，以及用于获得所述集成组合壳体的空间位置和姿态信息；

后视棱镜，与所述全站仪对应安装布置，用于与所述全站仪共同形成大地坐标导线从而获得所述激光位姿靶中心的大地坐标及所述激光束的方位和天顶角；

控制终端，分别连接到测量相机、无线传输设备、全站仪，用于接收测量相机的影像图片、全站仪的坐标角度距离信息并进行处理，解算出所述激光斑点的大地坐标，并形成待测作业面的点位云图；以及用于解算出待测作业面的空间点云坐标及待放样点位的三维坐标引导放样；

无线传输设备，固定安装在所述集成组合壳体外部一侧，用于所述控制终端引导所述测量相机工作；

可充电电源，固定安装在所述集成组合壳体内腔中部，用于为所述激光位姿靶、测量相机以及激光投点器提供电源。

7.根据权利要求6所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，其特征在于，多个所述测量相机以及所述激光位姿靶之间是固定连接的，其相对关系在标定场已精确标定并形成统一的坐标系。

8.根据权利要求6所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，其特征在于，所述控制终端为工控计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备中的任意一种。

9.根据权利要求6至8任一项所述的基于激光位姿靶和机器视觉的特定空间测量系统，其特征在于，所述测量相机的数量至少为2个。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。

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