CN114061550A - 一种全站仪自动检测棱镜的方法、设备、介质及产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及全站仪领域，提供一种全站仪自动检测棱镜的方法，包括以下步骤：控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的检测图像包括一帧检测图像以及检测图像对应的灰度值；判断连续三帧检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧检测图像中含有目标棱镜。本发明实现了全站仪对棱镜的自动检测，减少了测绘人员的工作量和工作时间，极大的提高了测量作业的作业效率。

Description

一种全站仪自动检测棱镜的方法、设备、介质及产品

技术领域

本发明涉及全站仪领域，尤其涉及一种全站仪自动检测棱镜的方法、设备、介质及产品。

背景技术

目前的全站仪在实际测量过程中，需要先将棱镜放置在测量目标上，然后通过测绘人员人工调节全站仪上的目镜来找到位于测量目标上的棱镜，从而实现对测量目标进行测量的目的。现有的通过人工不停的调节目镜来检测棱镜的方式需要花费大量时间，使得整个测量作业的效率低下，而且对测绘人员对全站仪的操作熟悉程度具有一定要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种全站仪自动检测棱镜的方法，其能解决现有的通过人工不停的调节目镜来检测棱镜的方式需要花费大量时间，使得整个测量作业的效率低下的问题。

本发明的目的之人二在于提供一种电子设备，其能解决现有的通过人工不停的调节目镜来检测棱镜的方式需要花费大量时间，使得整个测量作业的效率低下的问题。

本发明的目的之一在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决现有的通过人工不停的调节目镜来检测棱镜的方式需要花费大量时间，使得整个测量作业的效率低下的问题。

本发明的目的之一在于提供一种计算机程序产品，其能解决现有的通过人工不停的调节目镜来检测棱镜的方式需要花费大量时间，使得整个测量作业的效率低下的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

一种全站仪自动检测棱镜的方法，所述全站仪中设置有用于发射激光脉冲的激光设备和用于采集反射光束的CCD，所述方法包括以下步骤：

发射激光脉冲，控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，当所述激光设备开启时，所述激光设备发射出激光脉冲，当所述激光脉冲照射在目标棱镜上时所述激光脉冲才会反射至全站仪中的CCD上；

采集图像，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的所述检测图像包括一帧检测图像以及所述检测图像对应的灰度值；

检测棱镜，判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜，若否，则返回执行采集图像步骤。

进一步地，所述判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿具体为：判断连续三帧所述检测图像中位于中间预设时刻的所述检测图像对应的灰度值与前后相邻帧的所述检测图像的灰度值是否产生了两个不同的边沿，若是，则认定该连续三帧所述检测图像对应的灰度值产生连续边沿。

进一步地，每帧检测图像均包括等同数量的若干个像素点，每个像素点对应唯一的灰度值，在所述检测棱镜步骤之前还包括：将每帧检测图像划分为若干个大小相同的像素区域，将每个像素区域内的所有像素点划为同一个像素组，得到与每帧检测图像对应的若干像素组，所述判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿具体为：根据像素组对应的灰度值判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿。

进一步地，根据像素组对应的灰度值判断两个所述检测图像对应的灰度值是否产生了边沿具体为：依次计算两个所述检测图像中相同像素区域中像素组的平均灰度值的差值，得到平均灰度值差值，判断所有相同像素区域中像素组对应的平均灰度值差值是否超过预设差值阈值，统计所有平均灰度值差值超过预设差值阈值的像素组的数量，得到第一数量值，当第一数量值达到预设数量阈值且超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值或均为负值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿。

进一步地，当两个所述检测图像中超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿，所述边沿为上升沿。

进一步地，当两个所述检测图像中超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为负值且对应第一数量值达到预设数量阈值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿，所述边沿为下降沿。

进一步地，每帧检测图像中包括512个像素点，每个像素组包括64个像素点，所述像素组的数量为8个。

本发明的目的之二采用以下技术方案实现：

一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行本申请中所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

本发明的目的之三采用以下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本申请中所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

本发明的目的之四采用以下技术方案实现：

一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请中所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请中的一种全站仪自动检测棱镜的方法，通过控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的所述检测图像包括一帧检测图像以及所述检测图像对应的灰度值，进而判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜，整个过程无需人工操作，实现了全站仪对棱镜的自动检测，减少了测绘人员的工作量和工作时间，极大的提高了测量作业的作业效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种全站仪自动检测棱镜的方法的流程示意图；

图2为本发明的一种全站仪自动检测棱镜的方法中第一实施例中产生了连续边沿的示意图；

图3为本发明的一种全站仪自动检测棱镜的方法中第二实施例中产生了连续边沿的示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示，在本申请中的一种全站仪自动检测棱镜的方法中，全站仪中设置有用于发射激光脉冲的激光设备和用于采集反射光束的CCD(CCD是指电荷耦合器件，是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件，具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、功耗小、寿命长、可靠性高等一系列优点，并可做成集成度非常高的组合件)，所述方法具体包括以下步骤：

发射激光脉冲，控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，当所述激光设备开启时，所述激光设备发射出激光脉冲，当所述激光脉冲照射在目标棱镜上时所述激光脉冲才会反射至全站仪中的CCD上。在本实施例中，先将全站仪的水平高度调整至理想位置，理想位置即为全站仪在此位置时，当全站仪旋转至与棱镜相对位置时，激光设备发出的激光脉冲能够照射在棱镜上，本实施例中激光设备发出的激光脉冲为垂直型竖状脉冲。本实施例中控制激光设备在相邻的预设时刻开启或关闭交替循环操作，例如：在第一个预设时刻时，控制激光设备开启，此时激光设备发射激光脉冲；当激光设备发射激光脉冲后，即在第二个预设时刻时，控制激光设备关闭，此时无激光没冲发出；在第三个预设时刻时，再次控制激光设备开启，此时激光设备发射激光脉冲；以此类推，实现了激光设备的开启和关闭的交替。

采集图像，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的所述检测图像包括一帧检测图像以及所述检测图像对应的灰度值。在本实施例中，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束，实际为不管激光设备开启或闭合，此时CCD均采集对应的反射光束，当激光设备处于关闭状态未发射激光脉冲时，CCD采集的反射光束为自然光反射形成的光束，当激光设备发射出激光脉冲且正好照射在棱镜上时，此时CCD采集的反射光束为激光脉冲经过棱镜反射后形成的反射光束；当激光设备发射出激光脉冲设备但是未照射在棱镜上时，此时激光脉冲是不会发生反射的，CCD采集的反射光束依然是自然光反射形成的光束，激光脉冲只有照射在棱镜上才会发生反射。通常由激光脉冲反射形成的反射光束的灰度值要远远大于自然光反射形成的反射光束的灰度值。

像素点分组，在本实施例中，每帧检测图像均包括等同数量的若干个像素点，每个像素点对应唯一的灰度值，先将每帧检测图像划分为若干个大小相同的像素区域，将每个像素区域内的所有像素点划为同一个像素组，得到与每帧检测图像对应的若干像素组，在本实施例中，每帧检测图像中包括512个像素点，每个像素组包括64个像素点，所述像素组的数量为8个。

检测棱镜，判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜，若否，则返回执行采集图像步骤。本步骤具体为：

在本实施例中连续三帧检测图像实质为连续三个预设时刻对应的检测图像，令中间预设时刻的检测图像为第二帧检测图像，则前后相邻帧对应的检测图像分别为第一帧检测图像和第三帧检测图像。

1、先计算每帧检测图像中像素组对应的平均灰度值，即将每个像素组中每个像素点对应的灰度值进行累加，再用灰度值累加值除以每个像素组中像素点的个数，从而得到每帧检测图像中所有像素组对应的平均灰度值。

2、计算第二帧检测图像与第一帧检测图像所有相同像素区域中像素组的平均灰度值的差值，例如：第二帧检测图像和第一帧检测图像均包含8个像素区域，且像素区域划分的规则相同，都是均等分为8个部分，因为第二帧检测图像和第一帧检测图像本身的大小是相同的，因此，将两者在同一位置的像素区域内的像素组的平均灰度值进行作差，令第二帧检测图像的像素组分别为像素组2.1、像素组2.2、像素组2.3、像素组2.4、像素组2.5、像素组2.6、像素组2.7、像素组2.8；第一帧检测图像的像素组分别为：像素组1.1、像素组1.2、像素组1.3、像素组1.4、像素组1.5、像素组1.6、像素组1.7、像素组1.8；第一帧检测图像的像素组分别为：像素组3.1、像素组3.2、像素组3.3、像素组3.4、像素组3.5、像素组3.6、像素组3.7、像素组3.8；计算像素组2.1与像素组1.1，像素组2.2与像素组1.2，……、像素组2.8与像素组1.8的平均灰度值进行作差，得到平均灰度值差值。

3、计算第二帧检测图像与第三帧检测图像所有相同像素区域中像素组的平均灰度值的差值，即计算像素组2.1与像素组3.1，像素组2.2与像素组3.2，……、像素组2.8与像素组3.8的平均灰度值进行作差，得到平均灰度值差值。

4、统计第二帧检测图像与第一帧检测图像对应的平均灰度值差值超过预设数量阈值的像素组的数量以及第二帧检测图像与第三帧检测图像对应的平均灰度值差值超过预设数量阈值的像素组的数量，得到第一数量值，当第一数量值达到预设数量阈值且超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值或均为负值时，则认定相邻两个所述检测图像的灰度值产生了边沿。本实施例中预设数量阈值为5个，若第二帧检测图像与第一帧检测图像对应的超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值时，且第一数量值达到预设数量阈值时，即第一数量值大于等于5个，则认定第二帧检测图像相对于第一帧检测图像的灰度值产生了上升沿。若第三帧检测图像与第二帧检测图像对应的超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值且第一数量值达到预设数量阈值，则认定第三帧检测图像相对于第二帧检测图像的灰度值产生了上升沿。

在相邻的三帧图像中，若第二帧检测图像相对于第一帧图像产生边沿，第三帧检测图像相对于第一帧图像产生了边沿，且两个边沿是不同的，则认定连续三帧检测图像对应的灰度值产生了连续边沿。具体有以下两种情况时则认定出现了连续边沿：

第一实施例中：如图2所示，将相邻三帧检测图像令为第一帧检测图像、第二帧检测图像以及第三帧检测图像，图2中第一帧检测图像至第三帧检测图像之间需要“激光设备开启”两次，即第一帧检测图像对应的为“激光设备开启”时采集到的检测图像，第二帧检测图像为“激光设备关闭”时采集到的检测图像，第三帧检测图像为“激光设备开启”时采集到的检测图像。由图2可知，此时第二帧检测图像与第一帧检测图像对应超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为负值且对应第一数量值达到预设数量阈值，此时认定第二帧检测图像相对于第一帧检测图像的灰度值产生了下降沿；此时第三帧检测图像与第二帧检测图像对应超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值且对应第一数量值达到预设数量阈值，此时认定第三帧检测图像相对于第二帧检测图像的灰度值产生了上升沿，即此时相邻的第一帧检测图像、第二帧检测图像以及第三帧检测图像之间产生了连续边沿。

第二实施例中：如图3所示，将相邻三帧检测图像令为第一帧检测图像、第二帧检测图像以及第三帧检测图像，图3中第一帧检测图像至第三帧检测图像之间需要“激光设备关闭”两次，即第一帧检测图像对应的为“激光设备关闭”时采集到的检测图像，第二帧检测图像为“激光设备开启”时采集到的检测图像，第三帧检测图像为“激光设备关闭”时采集到的检测图像。由图3可知，此时第二帧检测图像与第一帧检测图像对应超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值且对应第一数量值达到预设数量阈值，此时认定第二帧检测图像相对于第一帧检测图像的灰度值产生了上升沿；此时第三帧检测图像与第二帧检测图像对应超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为负值且对应第一数量值达到预设数量阈值，此时认定第三帧检测图像相对于第二帧检测图像的灰度值产生了下降沿，即此时相邻的第一帧检测图像、第二帧检测图像以及第三帧检测图像之间也产生了连续边沿。当出现连续边沿时，即中间预设时刻采集的检测图像的灰度值要小于或大于前后两个预设时刻的检测图像，当中间预设时刻采集的检测图像的灰度值均大于前后两个预设时刻的检测图像时，则此中间预设时刻采集的检测图像为激光脉冲被棱镜反射后进入CDD中得到的图像；当中间预设时刻采集的检测图像的灰度值均小于前后两个预设时刻的检测图像时，则此三个预设时刻的检测图像都为激光脉冲被棱镜反射后进入CDD中得到的图像。则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜。

本申请中的一种全站仪自动检测棱镜的方法，通过控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的所述检测图像包括一帧检测图像以及所述检测图像对应的灰度值，进而判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜，整个过程无需人工操作，实现了全站仪对棱镜的自动检测，减少了测绘人员的工作量和工作时间，极大的提高了测量作业的作业效率。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：所述全站仪中设置有用于发射激光脉冲的激光设备和用于采集反射光束的CCD，所述方法包括以下步骤：

发射激光脉冲，控制全站仪进行在水平方向呈360°旋转，在旋转过程中控制全站仪上的激光设备在相邻预设时刻进行开启和关闭的交替循环操作，当所述激光设备开启时，所述激光设备发射出激光脉冲，当所述激光脉冲照射在目标棱镜上时所述激光脉冲才会反射至全站仪中的CCD上；

采集图像，控制全站仪中CCD实时采集每一预设时刻的反射光束并得到对应的检测图像数据，每一预设时刻的所述检测图像包括一帧检测图像以及所述检测图像对应的灰度值；

检测棱镜，判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿，若是，则产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有激光脉冲反射形成的图像，认定产生连续边沿的三帧所述检测图像中含有目标棱镜，若否，则返回执行采集图像步骤。

2.如权利要求1所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：所述判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿具体为：判断连续三帧所述检测图像中位于中间预设时刻的所述检测图像对应的灰度值与前后相邻帧的所述检测图像的灰度值是否产生了两个不同的边沿，若是，则认定该连续三帧所述检测图像对应的灰度值产生连续边沿。

3.如权利要求1所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：每帧检测图像均包括等同数量的若干个像素点，每个像素点对应唯一的灰度值，在所述检测棱镜步骤之前还包括：将每帧检测图像划分为若干个大小相同的像素区域，将每个像素区域内的所有像素点划为同一个像素组，得到与每帧检测图像对应的若干像素组，所述判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿具体为：根据像素组对应的灰度值判断连续三帧所述检测图像对应的灰度值是否产生连续边沿。

4.如权利要求3所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：根据像素组对应的灰度值判断两个所述检测图像对应的灰度值是否产生了边沿具体为：依次计算两个所述检测图像中相同像素区域中像素组的平均灰度值的差值，得到平均灰度值差值，判断所有相同像素区域中像素组对应的平均灰度值差值是否超过预设差值阈值，统计所有平均灰度值差值超过预设差值阈值的像素组的数量，得到第一数量值，当第一数量值达到预设数量阈值且超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值或均为负值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿。

5.如权利要求4所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：当两个所述检测图像中超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为正值且对应第一数量值达到预设数量阈值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿，所述边沿为上升沿。

6.如权利要求4所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：当两个所述检测图像中超过预设差值阈值的所有平均灰度值差值均为负值且对应第一数量值达到预设数量阈值时，则认定两个所述检测图像的灰度值产生了边沿，所述边沿为下降沿。

7.如权利要求4所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法，其特征在于：每帧检测图像中包括512个像素点，每个像素组包括64个像素点，所述像素组的数量为8个。

8.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-7中任意一项所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行权利要求1-7中任意一项所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的一种全站仪自动检测棱镜的方法。

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