CN113466791B - 一种激光测绘定位设备及方法 - Google Patents
一种激光测绘定位设备及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113466791B CN113466791B CN202110792915.0A CN202110792915A CN113466791B CN 113466791 B CN113466791 B CN 113466791B CN 202110792915 A CN202110792915 A CN 202110792915A CN 113466791 B CN113466791 B CN 113466791B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- information
- positioner
- position information
- rotation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种激光测绘定位设备,包括两个激光定位器和多个激光接收靶,所述激光定位器包括:地面;水平调节平台,位于所述地面上方,通过多个调节螺钉与所述地面连接,用于对激光照射装置进行水平调节;所述激光照射装置,设置在所述水平调节平台上,用于对激光接收靶进行照射;终端控制器,分别与所述激光照射装置和所述激光接收靶通信连接,用于对所述激光照射装置进行远程控制和接收所述激光接收靶发送的反馈信息。本发明提供的一种激光测绘定位设备及方法,解决了人工计算下传统光学透镜测量不准确、测量过程复杂麻烦的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能测绘定位技术领域,特别涉及一种激光测绘定位设备及方法。
背景技术
测绘学在经济建设和国防建设中有广泛的应用。在城乡建设规划、国土资源利用、环境保护等工作中,必须进行土地测量和测绘各种地图,供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等建设中,必须进行控制测量、矿山测量、路线测量和绘制地形图,供地质普查和各种建筑物设计施工用。在军事上需要对军事武器目标的运动轨迹进行测绘定位,供行军、作战用,以确保远程武器精确命中目标。
传统的测绘定位手段往往采用光学透镜构成的测绘仪器对物体建筑进行人工测量,并根据测量结果统计相关数据从而得到各项测绘结果,常常会因为粗心大意导致结果出现误差,从而经常需要进行重新测量,并且得到的测绘结果由于需要人工计算和画图的缘故,需要浪费许多的统计时间,非常麻烦。
发明内容
本发明提供一种激光测绘定位设备及方法,用以解决人工计算下传统光学透镜测量不准确的问题。
本发明提供一种激光测绘定位设备,两个激光定位器和多个激光接收靶,其中激光定位器包括:
水平调节平台,位于地面上方,通过螺纹连接多个调节螺钉,所述调节螺钉的底端与所述地面接触连接,用于对激光照射装置进行水平调节;
所述激光照射装置,设置在所述水平调节平台上,用于向不同方向照射激光;
终端控制器,分别与所述激光照射装置和所述激光接收靶通信连接,用于对所述激光照射装置进行远程控制和接收所述激光接收靶发送的反馈信息。
优选的,所述激光照射装置包括第一转动装置、工作平台、第二转动装置、激光发射器、转动杆、容纳箱、轴承;
所述容纳箱与所述水平调节平台的底面固定连接;
所述第一转动装置设置于所述容纳箱内;
所述第一转动装置上方连接有所述转动杆,所述转动杆穿过所述水平调节平台与所述工作平台固定连接;
所述转动杆与所述水平调节平台之间设置有所述轴承,所述轴承与所述水平调节平台固定连接,所述轴承与所述转动杆滑动连接;
所述工作平台上设置有第二转动装置,用于控制所述激光发射器进行竖直方向的转动;
所述激光发射器设置在所述第二转动装置上,用于发射激光束;
水平仪,设置在所述工作平台内,用于检测所述工作平台的水平状态;
微型控制器,设置在所述工作平台内部,分别与所述第一转动装置、所述第二转动装置、所述激光发射器和所述水平仪电性连接,且与所述终端控制器通信连接,用于根据所述终端控制器下达的控制指令对所述第一转动装置、所述第二转动装置、所述激光发射器和所述水平仪进行控制。
针对于上述激光测绘定位装置,本发明还提供了一种激光测绘定位方法,包括:
在两个不同地点分别设置激光定位器A和激光定位器B,并通过调节螺钉参照水平仪对激光照射装置进行水平调节工作;
在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息;
在确定两个激光定位器之间的相对位置关系后,通过终端控制器分别控制两个激光定位器A和B照射同一个预先安装的激光接收靶,确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息;
根据所述第一相对位置信息、所述第二相对位置信息和所述第三相对位置信息,以激光定位器A上预设的空间直角坐标系确定所述激光接收靶的空间位置信息。
优选的,所述在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息包括:
在所述激光定位器A上设置激光接收靶a,在所述激光定位器B上设置激光接收靶b;
通过所述激光定位器A照射所述激光接收靶b,确定所述激光定位器A上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第一水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第一竖直转动角,以及通过激光测量得到的第一距离信息;
通过所述激光定位器B照射所述激光接收靶a,确定所述激光定位器B上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第二水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第二竖直转动角,以及通过激光测量得到的第二距离信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和不等于零时,确定其中一个激光定位器的第二转动装置的角度配置故障,并发送故障信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和等于零时,以所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角作为竖直角关系信息;
以所述激光定位器A上预设的所述空间直角坐标系,基于所述第一水平转动角和所述第二水平转动角对所述激光定位器B进行坐标系旋转角度修正,并以所述第一水平转动角作为水平角关系信息;
根据所述第一距离信息和所述第二距离信息的均值作为相对距离信息;
基于所述激光定位器A的所述空间直角坐标系并以其所在位置为坐标原点,以所述竖直角关系信息、所述水平角关系信息和所述相对距离信息确定所述激光定位器A和所述激光定位器B之间的第一相对位置信息。
优选的,还包括:根据多个所述激光接收靶在多个位置的空间位置信息,并根据多个所述空间位置信息进行三维建模,得到三维的测绘结果。
优选的,还包括:预先在所述激光发射器上安装摄像头;
通过所述摄像头获取被测物体的视频信息;
将所述视频信息分解成多帧图像信息;
将预设的被测物体的外形轮廓模板与所述图像信息进行特征匹配,当特征匹配成功时将所述图像信息中匹配成功的区域进行图像截取,得到图像轮廓模板;
根据连续两帧图像信息中的图像轮廓模板进行目标跟踪计算,得到被测物体的特征中心位置变化向量;
根据所述特征中心位置变化向量,基于拍摄两帧图像时的时间差,确定被测物体的移动速度并预测被测物体的移动方向;
基于被测物体的移动速度和预测的移动方向预测下一个时间差后被测物体所在位置,并控制所述激光发射器照向该位置所对应的被测物体上预设的激光接收靶;
确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息,并根据所述第一相对位置信息、第二相对位置信息和第三相对位置信息,确定所述激光接收靶的空间位置信息。
优选的,所述目标跟踪计算包括:
确定前一帧所述图像信息第一图像轮廓模板的概率密度:
其中Aμ(μ=1,2,…,m)为所述第一图像轮廓模板中特征值μ的概率密度,DA为一个标准化的常量系数,k(x)为核函数的轮廓函数,h为核函数的带宽,δ[b(xi)-μ]为所述第一图像轮廓模板中xi与其中第μ个特征值的关系冲激函数,若xi属于μ则δ[b(xi)-μ]为1,若xi不属于μ则δ[b(xi)-μ]为0,x0为所述第一图像轮廓模板的模板中心,xi为所述第一图像轮廓模板中的第i个像素的位置,i=1,2,…,n;
确定当前帧所述图像信息第二图像轮廓模板的概率密度:
其中Bμ(μ=1,2,…,m)为所述第二图像轮廓模板中特征值μ的概率密度,DB为一个标准化的常量系数,k(x)为核函数的轮廓函数,h为核函数的带宽,δ[b(yj)-μ]为所述第二图像轮廓模板中yj与其中第μ个特征值的关系冲激函数,若yj属于μ则δ[b(yj)-μ]为1,若yj不属于μ则δ[b(yj)-μ]为0,y0为所述第二图像轮廓模板的模板中心,yj为所述第二图像轮廓模板的第j个像素的位置,j=1,2,…,nh;
根据所述第一图像轮廓模板的概率密度及所述第二图像轮廓模板的概率密度,求得所述特征中心位置变化向量:
其中,M为所述特征中心位置变化向量,函数g(x)=-k′(x)。
优选的,还包括:将多个所述空间位置信息在三维空间模型中进行位置对应标注;
将标注后三维空间模型中被测物体的运动轨迹进行平滑处理,得到被测物体在三维空间模型中的运动定位轨迹。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为本发明实施例中一种激光定位器的结构示意图;
图2为本发明实施例中一种激光定位器的剖面示意图;
图3为本发明实施例中一种激光定位器中微型控制器的连接示意图。
图中,1、地面;2、水平调节平台;3、调节螺钉;4、激光照射装置;401、第一转动装置;402、工作平台;403、第二转动装置;404、激光发射器;405、微型控制器;406、水平仪;407、转动杆;408、容纳箱;409、轴承;5、激光接收靶;6、终端控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供一种激光测绘定位设备,两个激光定位器和多个激光接收靶5,其中激光定位器参照图1、图2和图3,包括:
水平调节平台2,位于地面1上方,通过螺纹连接多个调节螺钉3,所述调节螺钉3的底端与所述地面1接触连接,用于对激光照射装置4进行水平调节;
所述激光照射装置4,设置在所述水平调节平台2上,用于向不同方向照射激光;
终端控制器6,分别与所述激光照射装置4和所述激光接收靶5通信连接,用于对所述激光照射装置4进行远程控制和接收所述激光接收靶5发送的反馈信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:通过在水平调节平台2设置多个调节螺钉3与所述地面1接触连接,使用户能够旋转调节螺钉3调节水平调节平台2上各方向与地面1的相对位置,从而达到对水平调节平台2的角度调节,使该激光定位器能够在倾斜地面上仍然能够保持水平测量,通过终端控制器6对激光照射装置4进行远程控制,使用户能够在远处利用终端控制器6对激光定位器上的激光照射装置4进行控制,使用户能够边进行人工现场检查,边能够使用远处的激光定位器对现场进行定位,同时通过终端控制器6记录测量数据,并自动得到数据计算的结果并在终端控制器6上显示,无需通过人工手动计算和绘图,从而提高测绘定位工作的效率。
在一个优选实施例中,如图1、图2和图3,所述激光照射装置4包括第一转动装置401、工作平台402、第二转动装置403、激光发射器404、转动杆407、容纳箱408、轴承409;
所述容纳箱408与所述水平调节平台2的底面固定连接;
所述第一转动装置401设置于所述容纳箱408内;
所述第一转动装置401上方连接有所述转动杆407,所述转动杆407穿过所述水平调节平台2与所述工作平台402固定连接;
所述转动杆407与所述水平调节平台2之间设置有所述轴承409,所述轴承409与所述水平调节平台2固定连接,所述轴承409与所述转动杆407滑动连接;
所述工作平台402上设置有第二转动装置403,用于控制所述激光发射器404进行竖直方向的转动;
所述激光发射器404设置在所述第二转动装置403上,用于发射激光束;
水平仪406,设置在所述工作平台402内,用于检测所述工作平台402的水平状态;
微型控制器405,设置在所述工作平台402内部,分别与所述第一转动装置401、所述第二转动装置403、所述激光发射器404和所述水平仪406电性连接,且与所述终端控制器6通信连接,用于根据所述终端控制器6下达的控制指令对所述第一转动装置401、所述第二转动装置403、所述激光发射器404和所述水平仪406进行控制。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:通过设置第一转动装置401控制工作平台402进行水平方向的转动,通过第二转动装置403控制激光发射器404进行竖直方向的转动,支持激光照射装置4进行360度旋转全景范围的激光照射,通过设置水平仪406,使用户能够拥有水平参考数据,让用户能够快速又准确地对激光照射装置4进行调平,微型控制器405设置在工作平台402内部,能够对第一转动装置401、第二转动装置403、激光发射器404、水平仪406进行综合性质的控制,支撑用户通过终端控制器6对激光定位器进行远程控制。
针对于上述激光定位器,本发明还提供了一种激光测绘定位方法,包括:
在两个不同地点分别设置激光定位器A和激光定位器B,并通过调节螺钉参照水平仪对激光照射装置进行水平调节工作;
在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息;
在确定两个激光定位器之间的相对位置关系后,通过终端控制器分别控制两个激光定位器A和B照射同一个预先安装的激光接收靶,确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息;
根据所述第一相对位置信息、所述第二相对位置信息和所述第三相对位置信息,以激光定位器A上预设的空间直角坐标系确定所述激光接收靶的空间位置信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:在对设备进行使用时,可在两个不同地点分开设置两个激光定位器A和B,并需要通过设备上面的调节螺钉参照水平仪对激光照射装置进行水平调节工作,在水平调节工作完成后,需要对两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息,方便对被测物体进行更准确的定位。在被测物体相应位置放上激光接收靶,并控制两个激光定位器先后照射到激光接收靶上,当激光照射到激光接收靶上后,根据设备此时第一转动装置和第二转动装置的转动角度确定被测物体相对于激光定位器的水平角度和竖直角度,并基于激光发射与激光接收靶接收之间的时间差值计算出激光测绘装置与激光接收靶之间的距离,确定激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息,最后根据第一相对位置信息、第二相对位置信息和第三相对位置信息,确定激光接收靶的空间位置信息。通过两个设备之间的相互调节以及共同对同一目标进行定位,有效地避免了激光定位器本身出现偶然的故障导致测量结果不准确的情况发生。
在一个优选实施例中,所述在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息包括:
在所述激光定位器A上设置激光接收靶a,在所述激光定位器B上设置激光接收靶b;
通过所述激光定位器A照射所述激光接收靶b,确定所述激光定位器A上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第一水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第一竖直转动角,以及通过激光测量得到的第一距离信息;
通过所述激光定位器B照射所述激光接收靶a,确定所述激光定位器B上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第二水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第二竖直转动角,以及通过激光测量得到的第二距离信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和不等于零时,确定其中一个激光定位器的第二转动装置的角度配置故障,并发送故障信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和等于零时,以所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角作为竖直角关系信息;
以所述激光定位器A上预设的所述空间直角坐标系,基于所述第一水平转动角和所述第二水平转动角对所述激光定位器B进行坐标系旋转角度修正,并以所述第一水平转动角作为水平角关系信息;
根据所述第一距离信息和所述第二距离信息的均值作为相对距离信息;
基于所述激光定位器A的所述空间直角坐标系并以其所在位置为坐标原点,以所述竖直角关系信息、所述水平角关系信息和所述相对距离信息确定所述激光定位器A和所述激光定位器B之间的第一相对位置信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:通过两个激光定位器相互对对方进行定位,得到两个视角的位置信息,为了避免因激光定位器本身出现偶然的故障所导致的测量结果不准确的情况,对竖直转动角进行检查,防止设备的第二转动装置的转动角度与实际情况不符导致的测量结果不准确的问题,综合第一水平转动角和第二水平转动角,利用其中一个设备预设的空间直角坐标系自动对另一个设备进行坐标修正,使两个设备能够处于同一个坐标参考系中,不需要在测量时统一两者的正面面向角度,并且因为坐标系统一的缘故,有效避免了两个设备中第一转动装置的转动角度与实际情况不符的问题。基于空间直角坐标系,以竖直角关系信息、水平角关系信息和相对距离信息确定两设备之间的第一相对位置信息,测量方法科学有效并且实现过程简单,有利于后续对被测物体进行精准的定位计算。
在一个优选实施例中,还包括:根据多个所述激光接收靶在多个位置的空间位置信息,并根据多个所述空间位置信息进行三维建模,得到三维的测绘结果。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:在测量一个物体或者建筑时,只需要将多个激光接收靶放置在多个不同位置的关键节点,并通过终端对设备进行控制,使其照射到激光接收靶上,控制终端得到关键节点的空间位置信息并将信息进行保存,同时利用多个关键节点的空间位置信息在三维空间模型内进行模型重建,从而得到了三维的测绘结果,使用户能够得到直观的三维测绘定位数据,方便用户进行参考,相比于传统的人工手绘计算,过程更为方便快捷,数据构建更为快速,测绘结果更为清晰有效。
在一个优选实施例中,还包括:预先在所述激光发射器上安装摄像头,实现对运动物体运动轨迹的测绘定位,具体过程如下:
通过所述摄像头获取被测物体的视频信息;
将所述视频信息分解成多帧图像信息;
将预设的被测物体的外形轮廓模板与所述图像信息进行特征匹配,当特征匹配成功时将所述图像信息中匹配成功的区域进行图像截取,得到图像轮廓模板;
根据连续两帧图像信息中的图像轮廓模板进行目标跟踪计算,得到被测物体的特征中心位置变化向量;
根据所述特征中心位置变化向量,基于拍摄两帧图像时的时间差,确定被测物体的移动速度并预测被测物体的移动方向;
基于被测物体的移动速度和预测的移动方向预测下一个时间差后被测物体所在位置,并控制所述激光发射器照向该位置所对应的被测物体上预设的激光接收靶;
确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息,并根据所述第一相对位置信息、第二相对位置信息和第三相对位置信息,确定所述激光接收靶的空间位置信息。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:通过预先在所述激光发射器上安装摄像头,使摄像头的监测方向与激光发射器的照射方向时刻保持一致,通过摄像头获取被测物体的视频信息并对每一帧图像中的被测物体进行特征模板匹配,提取出每帧图像中被测物体的图像轮廓模板,并将相邻两帧图像中的图像轮廓模板进行目标跟踪计算,从而得到了被测物体的特征中心位置变化向量,进而确定被测物体的移动速度并预测被测物体的移动方向,更进一步预测下一个时间差后被测物体所在位置,同时控制激光发射器照向该位置所对应的被测物体上预设的激光接收靶,使激光发射器能够一直锁定运动被测物体上的激光接收靶从而对运动物体进行测绘定位。而基于视频图像分析的跟踪定位,使激光发射器的照射方向与摄像头的监测方向时刻保持一致,相对而言摄像头的锁定范围比激光发射器的锁定范围更大,能够有效地防止激光发射器偶尔脱靶而导致的目标丢失。通过上述技术方案,实现了对运动物体的运动轨迹的跟踪照射,进一步对运动物体所出现的位置进行定位,最终能够通过多个位置的空间位置信息得到运动物体运动轨迹的测绘定位信息。
在一个优选实施例中,所述目标跟踪计算包括:
确定前一帧所述图像信息第一图像轮廓模板的概率密度:
其中Aμ(μ=1,2,…,m)为所述第一图像轮廓模板中特征值μ的概率密度,DA为一个标准化的常量系数,k(x)为核函数的轮廓函数,h为核函数的带宽,δ[b(xi)-μ]为所述第一图像轮廓模板中xi与其中第μ个特征值的关系冲激函数,若xi属于μ则δ[b(xi)-μ]为1,若xi不属于μ则δ[b(xi)-μ]为0,x0为所述第一图像轮廓模板的模板中心,xi为所述第一图像轮廓模板中的第i个像素的位置,i=1,2,…,n;
确定当前帧所述图像信息第二图像轮廓模板的概率密度:
其中Bμ(μ=1,2,…,m)为所述第二图像轮廓模板中特征值μ的概率密度,DB为一个标准化的常量系数,k(x)为核函数的轮廓函数,h为核函数的带宽,δ[b(yj)-μ]为所述第二图像轮廓模板中yj与其中第μ个特征值的关系冲激函数,若yj属于μ则δ[b(yj)-μ]为1,若yj不属于μ则δ[b(yj)-μ]为0,y0为所述第二图像轮廓模板的模板中心,yj为所述第二图像轮廓模板的第j个像素的位置,j=1,2,…,nh;
根据所述第一图像轮廓模板的概率密度及所述第二图像轮廓模板的概率密度,求得所述特征中心位置变化向量:
其中,M为所述特征中心位置变化向量,函数g(x)=-k′(x)。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:通过两个模板之间特征点的匹配运算,将两个模板中相关度最高的区域进行定位,得到后一个模板中被测物体的中心位置相对于前一个模板中被测物体的中心位置的向量变化状况,能够实现对运动物体的运动轨迹的预测。
在一个优选实施例中,还包括:将多个所述空间位置信息在三维空间模型中进行位置对应标注;
将标注后三维空间模型中被测物体的运动轨迹进行平滑处理,得到被测物体在三维空间模型中的运动定位轨迹。
上述技术方案的工作原理和有益效果为:对被测物体的多个空间位置信息在三维空间模型中进行位置对应标注,并将标注后三维空间模型中被测物体的运动轨迹通过坐标点平滑处理,得到了运动物体在三维空间模型中的运动轨迹线,实现对运动物体的跟踪测绘定位。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种激光测绘定位方法,应用于激光测绘定位设备,所述激光测绘定位设备包括两个激光定位器和多个激光接收靶(5),所述激光定位器包括:
水平调节平台(2),位于地面(1)上方,通过螺纹连接多个调节螺钉(3),所述调节螺钉(3)的底端与所述地面(1)接触连接,用于对激光照射装置(4)进行水平调节;
所述激光照射装置(4),设置在所述水平调节平台(2)上,用于向不同方向照射激光;
终端控制器(6),分别与所述激光照射装置(4)和所述激光接收靶(5)通信连接,用于对所述激光照射装置(4)进行远程控制和接收所述激光接收靶(5)发送的反馈信息;
所述激光照射装置(4)包括第一转动装置(401)、工作平台(402)、第二转动装置(403)、激光发射器(404)、转动杆(407)、容纳箱(408)、轴承(409);
所述容纳箱(408)与所述水平调节平台(2)的底面固定连接;
所述第一转动装置(401)设置于所述容纳箱(408)内;
所述第一转动装置(401)上方连接有所述转动杆(407),所述转动杆(407)穿过所述水平调节平台(2)与所述工作平台(402)固定连接;
所述转动杆(407)与所述水平调节平台(2)之间设置有所述轴承(409),所述轴承(409)与所述水平调节平台(2)固定连接,所述轴承(409)与所述转动杆(407)滑动连接;
所述工作平台(402)上设置有第二转动装置(403),用于控制所述激光发射器(404)进行竖直方向的转动;
所述激光发射器(404)设置在所述第二转动装置(403)上,用于发射激光束;
水平仪(406),设置在所述工作平台(402)内,用于检测所述工作平台(402)的水平状态;
微型控制器(405),设置在所述工作平台(402)内部,分别与所述第一转动装置(401)、所述第二转动装置(403)、所述激光发射器(404)和所述水平仪(406)电性连接,且与所述终端控制器(6)通信连接,用于根据所述终端控制器(6)下达的控制指令对所述第一转动装置(401)、所述第二转动装置(403)、所述激光发射器(404)和所述水平仪(406)进行控制;
其特征在于,包括:
在两个不同地点分别设置激光定位器A和激光定位器B,并通过调节螺钉参照水平仪对激光照射装置进行水平调节工作;
在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息;
在确定两个激光定位器之间的相对位置关系后,通过终端控制器分别控制两个激光定位器A和B照射同一个预先安装的激光接收靶,确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息;
根据所述第一相对位置信息、所述第二相对位置信息和所述第三相对位置信息,以激光定位器A上预设的空间直角坐标系确定所述激光接收靶的空间位置信息;
所述在水平调节工作完成后,通过两个激光定位器相互照射定位,确定两者之间的第一相对位置信息包括:
在所述激光定位器A上设置激光接收靶a,在所述激光定位器B上设置激光接收靶b;
通过所述激光定位器A照射所述激光接收靶b,确定所述激光定位器A上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第一水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第一竖直转动角,以及通过激光测量得到的第一距离信息;
通过所述激光定位器B照射所述激光接收靶a,确定所述激光定位器B上第一转动装置从初始位置转动到照射位置的第二水平转动角和第二转动装置从初始位置转动到照射位置的第二竖直转动角,以及通过激光测量得到的第二距离信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和不等于零时,确定其中一个激光定位器的第二转动装置的角度配置故障,并发送故障信息;
当所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角之和等于零时,以所述第一竖直转动角和所述第二竖直转动角作为竖直角关系信息;
以所述激光定位器A上预设的所述空间直角坐标系,基于所述第一水平转动角和所述第二水平转动角对所述激光定位器B进行坐标系旋转角度修正,并以所述第一水平转动角作为水平角关系信息;
根据所述第一距离信息和所述第二距离信息的均值作为相对距离信息;
基于所述激光定位器A的所述空间直角坐标系并以其所在位置为坐标原点,以所述竖直角关系信息、所述水平角关系信息和所述相对距离信息确定所述激光定位器A和所述激光定位器B之间的第一相对位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种激光测绘定位方法,其特征在于,还包括:根据多个所述激光接收靶在多个位置的空间位置信息,并根据多个所述空间位置信息进行三维建模,得到三维的测绘结果。
3.根据权利要求1所述的一种激光测绘定位方法,其特征在于,还包括:预先在所述激光发射器上安装摄像头;
通过所述摄像头获取被测物体的视频信息;
将所述视频信息分解成多帧图像信息;
将预设的被测物体的外形轮廓模板与所述图像信息进行特征匹配,当特征匹配成功时将所述图像信息中匹配成功的区域进行图像截取,得到图像轮廓模板;
根据连续两帧图像信息中的图像轮廓模板进行目标跟踪计算,得到被测物体的特征中心位置变化向量;
根据所述特征中心位置变化向量,基于拍摄两帧图像时的时间差,确定被测物体的移动速度并预测被测物体的移动方向;
基于被测物体的移动速度和预测的移动方向预测下一个时间差后被测物体所在位置,并控制所述激光发射器照向该位置所对应的被测物体上预设的激光接收靶;
确定所述激光接收靶分别相对于激光定位器A之间的第二相对位置信息和相对于激光定位器B之间的第三相对位置信息,并根据所述第一相对位置信息、第二相对位置信息和第三相对位置信息,确定所述激光接收靶的空间位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种激光测绘定位方法,其特征在于,还包括:将多个所述空间位置信息在三维空间模型中进行位置对应标注;
将标注后三维空间模型中被测物体的运动轨迹进行平滑处理,得到被测物体在三维空间模型中的运动定位轨迹。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110792915.0A CN113466791B (zh) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | 一种激光测绘定位设备及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110792915.0A CN113466791B (zh) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | 一种激光测绘定位设备及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113466791A CN113466791A (zh) | 2021-10-01 |
CN113466791B true CN113466791B (zh) | 2022-05-20 |
Family
ID=77880203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110792915.0A Active CN113466791B (zh) | 2021-07-14 | 2021-07-14 | 一种激光测绘定位设备及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113466791B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114279450B (zh) * | 2022-01-05 | 2023-09-15 | 山东科技大学 | 一种激光定位导航系统及其定位方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11230755A (ja) * | 1998-02-09 | 1999-08-27 | Sokkia Co Ltd | 測量用ターゲット |
CN103308038A (zh) * | 2013-06-30 | 2013-09-18 | 湖南农业大学 | 一种激光接收装置及激光光斑中心识别方法 |
CN204240995U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-04-01 | 上海飞机制造有限公司 | 一种全机对接准直与水平测量装置 |
WO2017041418A1 (zh) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 天远三维(天津)科技有限公司 | 多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0429012B1 (en) * | 1989-11-17 | 1995-02-01 | Kabushiki Kaisha TOPCON | Laser beam controller for surveying equipment |
US5739785A (en) * | 1993-03-04 | 1998-04-14 | Trimble Navigation Limited | Location and generation of high accuracy survey control marks using satellites |
JP3455859B2 (ja) * | 1994-10-25 | 2003-10-14 | 清水建設株式会社 | 墨出し装置 |
CN200973140Y (zh) * | 2006-11-23 | 2007-11-07 | 西北电力建设第四工程公司 | 定位用激光靶图像传输装置 |
CA2957195C (en) * | 2009-11-02 | 2017-10-10 | Infinity Laser Measuring Llc | Laser measurement of a vehicle frame |
DE102010023461A1 (de) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Wacker Neuson Se | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Position eines Arbeitsgeräts |
CN102131076B (zh) * | 2011-01-19 | 2015-05-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 视频监控方法及监控终端 |
DE102012223924A1 (de) * | 2012-12-20 | 2014-06-26 | Hilti Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Ortskoordinaten eines Zielobjektes |
CN107167109B (zh) * | 2017-05-05 | 2023-02-24 | 西安工业大学 | 两点激光测量平面空间偏角的方法及装置 |
CN107356230B (zh) * | 2017-07-12 | 2020-10-27 | 深圳市武测空间信息有限公司 | 一种基于实景三维模型的数字测图方法和系统 |
CN107765220B (zh) * | 2017-09-20 | 2020-10-23 | 武汉木神机器人有限责任公司 | 基于uwb和激光雷达混合定位的行人跟随系统及方法 |
CN108761480A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-06 | 四川君逸数码科技股份有限公司 | 城市地下管廊定位系统 |
CN110926440A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-27 | 筑橙科技(深圳)有限公司 | 激光测绘仪、二维平面户型及三维立体户型的测绘方法 |
-
2021
- 2021-07-14 CN CN202110792915.0A patent/CN113466791B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11230755A (ja) * | 1998-02-09 | 1999-08-27 | Sokkia Co Ltd | 測量用ターゲット |
CN103308038A (zh) * | 2013-06-30 | 2013-09-18 | 湖南农业大学 | 一种激光接收装置及激光光斑中心识别方法 |
CN204240995U (zh) * | 2014-10-29 | 2015-04-01 | 上海飞机制造有限公司 | 一种全机对接准直与水平测量装置 |
WO2017041418A1 (zh) * | 2015-09-10 | 2017-03-16 | 天远三维(天津)科技有限公司 | 多线阵列激光三维扫描系统及多线阵列激光三维扫描方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113466791A (zh) | 2021-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6590640B1 (en) | Method and apparatus for mapping three-dimensional features | |
CN112505065B (zh) | 一种实现室内无人机对大部件表面缺陷进行检测的方法 | |
CN109801358A (zh) | 一种基于slam扫描和点云影像融合的变电站三维勘测方法 | |
CN108594245A (zh) | 一种目标物运动监测系统及方法 | |
CN109297436B (zh) | 双目线激光立体测量基准标定方法 | |
CN104200086A (zh) | 宽基线可见光相机位姿估计方法 | |
CN107543495A (zh) | 航天器设备自动准直测量系统、准直方法与测量方法 | |
WO2020220522A1 (zh) | 一种智能视觉采样方法、系统及装置 | |
CN112629431B (zh) | 土木结构变形监测方法及相关设备 | |
CN110375739A (zh) | 一种移动端视觉融合定位方法、系统及电子设备 | |
CN110125455A (zh) | 一种用于机器人钻孔中优化钻头位姿的方法 | |
CN108387221A (zh) | 一种隧道开挖快速放样装置和放样方法 | |
CN109033592A (zh) | 一种异形饰面板的bim放样方法 | |
CN106403900A (zh) | 飞行物追踪定位系统及方法 | |
CN110796681A (zh) | 一种用于船舶协同工作的视觉定位系统及方法 | |
US11544857B1 (en) | Method and device for calculating river surface flow velocity based on variational principle | |
CN113466791B (zh) | 一种激光测绘定位设备及方法 | |
CN109146958A (zh) | 一种基于二维图像的交通标志空间位置测量方法 | |
CN106441149A (zh) | 一种基于多目测距的塔式二次反射镜面型检测系统及方法 | |
CN106595608A (zh) | 分布交互通用测绘仪 | |
Furlani et al. | Automated tracking of structural steel members at the construction site | |
CN109035343A (zh) | 一种基于监控相机的楼层相对位移测量方法 | |
WO2022126339A1 (zh) | 土木结构变形监测方法及相关设备 | |
CN117488887A (zh) | 一种基于单目视觉的基坑多测点一体化监测方法 | |
CN117152734A (zh) | 基于标靶的影像识别方法、激光雷达及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |