CN117387579A - 一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端，所述方法包括：首先，选择横屏/竖屏拍照模式，配载具备水平气泡整平功能的罗盘，确保移动终端的取景垂直地面，且可测量终端与正北方向夹角；然后，以交互式方式输入拍照对象的类型名称和夹角值；采集终端根据本发明算法计算出拍摄方向的方位；最后，在照片中以属性及水印方式记录拍照时间、所在经纬度、地物类型、方位等信息。本发明在记录地物类型的同时可通过发明方法快速确定移动采集终端的拍照方位信息，并在照片中以水印方式记录拍照时间、地物类型、终端所在经纬度和方位角等信息，以实现更精准的野外调查拍照采样应用。

Description

一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端

技术领域

本发明涉及外业拍照调查及核查领域，特别涉及一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端。

背景技术

在基于卫星遥感影像解译土地利用类型时，往往需要在解译前到实地拍照调查，在解译后到实地拍照核查，而传统方法是外业工作人员到达地物斑块所在区域后，对地物类型进行表格式记录和拍照。由于野外工作环境的复杂性，常常面临工作人员无法到达指定区域而不能采集信息的情况。因此，当无法到达指定区域时，通过一定距离的拍照、结合文字记录地物类型和方位角信息是目前遥感解译实地调查和核查工作中的通用技术手段。

现有技术及工作流程存在以下不足，1.当调查/核查任务的工作量大时，拍照、文档记录地物类型和方位信息的工作过程繁琐，效率低下；2.若遗漏地物类型信息，内业工作人员在基于地物远景照片时，可能无法判断其具体地物类型，尤其是针叶林、阔叶林、针阔混交林等远景照片一致度较高的类型；3.若遗漏方位信息，内业工作人员仅凭借地物照片无法判断其在卫星遥感影像中对应的位置。

因此，若能将地物类型以交互式方式输入采集终端，同时终端可根据拍照姿态，计算出所拍摄对象的相对位置，并在生成的照片中以水印方式记录拍照时间、地物类型、终端所处经纬度、以及成像时的方位角等信息，对于现实中由于远距离拍照而无法根据成像照片判断方位的外业调查和核查工作具有非常实际的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端，用于便捷高效地确定拍照对象空间位置，提高野外调查和核查的工作效率。

本发明采用如下技术方案：一种在拍摄照片中记录方位信息的方法，包括如下步骤：

S1、根据被拍照目标地物的大小与距离，选择移动采集终端为横屏拍照模式或竖屏拍照模式，所述移动采集终端加装带有水平气泡整平功能的罗盘，在拍照采集前，根据拍照模式将罗盘中水平整平气泡调整至调平刻度线内，以调平罗盘水平仪；

S2、移动采集终端通过定位单元，实时接收全球定位系统位置信息，并确定终端所处的三维位置坐标；

S3、当移动采集终端摄像单元执行完拍照命令后，在采集终端的交互式显示屏上弹出输入窗口，输入此时罗盘显示的夹角度数和所拍摄的地物类型；中央处理器单元根据获取的夹角大小判断终端处在罗盘中心坐标系统的象限单元，计算所述移动采集终端的成像方向方位角；

S4、在拍摄的照片中，以水印方式叠加拍照时间、经纬度、地物类型、成像方位角等信息，并存储于移动采集终端的存储单元中；

S5、通过无线数据传输模块将带水印的照片远程传输至服务器终端，对数据进行备份。

进一步的，步骤S2中三维位置坐标，包括以度分秒或度为度量单位的地理坐标，和以米为度量单位的投影坐标。

进一步的，步骤S3中夹角度数和地物类型的输入方式，包括：交互式输入和自主识别；所述交互式输入包括但不限于：触摸屏输入、书写笔输入、语音输入；所述自主识别包括：中央控制系统在和罗盘建立连接后获取罗盘夹角数据，和中央控制系统基于图像或预设自动识别地物类型；处理器单元在收到输入的夹角数据和地物类型指令后，存储于内存单元中。

步骤S3中，所述成像方向方位角计算方法为：移动采集终端中央处理器单元收到上述罗盘显示的夹角度数为α，根据夹角α的大小判断终端处在罗盘中心坐标系统的象限单元；

当方位角α的取值为0°≤α<45°时，终端成像方向相对于终端所处点位为北东北α；

当45°≤α<90°时，终终端成像方向相对于终端所处点位为东东北90°-α；

当90°≤α<135°时，终端成像方向相对于终端所处点位为东东南α-90°；

当135°≤α<180°时，终端成像方向相对于终端所处点位为南东南180°-α；

当180°≤α<225°时，终端成像方向相对于终端所处点位为南西南α-180°；

当225°≤α<270°时，终端成像方向相对于终端所处点位为西西南270°-α；

当270°≤α<315°时，终端成像方向相对于终端所处点位为西西北α-270°；

当315°≤α<360°时，终端成像方向相对于终端所处点位为北西北360°-α。

本发明技术方案还包括：一种在拍摄照片中记录方位信息的装置，设有水平配准罗盘，包括确保仪器垂直地面的整平气泡、用于测量终端与正北方向夹角的指南针和表盘，罗盘0度刻度线始于罗盘和终端连接点处，并呈逆时针方向刻度值递增。

进一步的，所述罗盘装置为外接可拆卸式罗盘，加装于移动采集终端外部，和移动采集终端共同用于实现上述任一项所述的在拍摄照片中记录方位信息的方法。

本发明技术方案还包括：一种在拍摄照片中记录方位信息的移动采集终端，包括主板单元、中央处理器单元、内存单元、存储单元、摄像单元、定位单元、交互式显示屏、可充电锂电池单元、及无线数据传输模块；其中，

主板单元，用于连接终端其他单元并使它们协同工作；

中央处理器单元，用于完成信息处理和程序运行，包括但不限于各类可解释计算机指令以及处理计算机软件中数据的处理单元；

内存单元，用于存放处理器中运算数据、以及与外部储存器交换数据。

存储单元，用于安装操作系统、软件，以及存储文档、资料数据，包括但不限于各类固态存储单元、机械存储单元和混合存储单元；

摄像单元，为可见光高分辨率数码摄像照相机，用于记录可见光波段、且具备变焦功能，包含镜头、传感器、软板、图像处理芯片；

定位单元，用于获取实时空间位置信息，包括但不限于可接收GNSS、GPS、GLONASS、Galileo、北斗卫星系统授时、测量和定位信息的电子元器件。

交互式显示屏，具备人机交互、图形图像显示功能，包括但不限于使用手指、书写笔进行书写和触摸操作的高分辨率液晶显示屏；

无线数据传输模块，包括但不限于采用RS485通讯方式，用于将采集数据以无线方式进行远程传输。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明在拍摄照片中记录方位信息的方法，实现了快速的确定成像方位角，同时将成像方位角和地物类型等信息存储于照片上，避免了内业工作人员无法根据照片判断地物类型和确定拍照方位的不足。

2、通过本发明在拍摄照片中记录方位信息的方法，可以减少遥感解译地面调查/核查过程中拍照后内业判断地物类型和方位的不确定性，提高工作效率和准确度，确保通过终端所生成的每一景采样照片，都可以准确确定地物类型和成像方位。

附图说明

图1是本发明在拍摄照片中记录方位信息的方法流程框图；

图2中的(a)和(b)是本发明罗盘装置俯视图和侧视三维图；

图3中的(a)和(b)是本发明移动采集终端正面图和背面图；

图4中的(a)和(b)是本发明移动采集终端横屏拍照和竖屏拍照模式下罗盘安装示意图；

图5是本发明罗盘中心坐标系统象限划分示意图；

图6是本发明移动采集终端在不同象限计算拍照方向方位角度示意图；

图7是本发明移动采集终端生成的水印照片示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明的技术方案做详细描述，应当理解，附图中所示各零部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例画出，所描述的实施例，也只是本发明所涉及实施例的一部分。本领域其他研究人员在该实施例上的所有非创新型实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的一个实施例中，一种在拍摄照片中记录方位信息的方法，如图1所示，包括步骤如下：

(1)外业调查/核查人员根据拟拍照目标的大小及距离远近，确定采集终端的拍照模式为横屏拍照还是竖屏拍照。

(2)在移动采集终端一侧边框的十字卡槽处安装罗盘，

其中，罗盘俯视图和侧视三维图，如图2的(a)和(b)所示；移动采集终端正面图和背面图，如图3的(a)和(b)所示；

安装方向为罗盘正面朝上，安装罗盘后的移动终端正面图及背面图效果，如图4的(a)和(b)所示。

(3)使用采集终端对准拟拍照的地物目标，在进行拍照采集前，作业人员根据拍照模式通过将罗盘中的水平整平气泡调整至调平刻度线内，以调平罗盘水平仪，确保准确测量采集终端与北方向夹角。

(4)将采集终端对准拟拍照的地物目标，打开相机功能，对地物目标完成拍照后，采集终端显示屏上弹出交互式输入窗口，将罗盘刻度盘上指北针所指的度数和地物类型信息输入至采集终端中，输入方式不限于手写笔输入、语音输入、拼音输入、五笔输入等。

(5)采集终端的定位单元通过接收卫星定位信号确定终端所处的位置坐标(x₀，y₀，z₀)，坐标格式不限于以度分秒或度为度量单位的地理坐标，也包括以米为度量单位的投影坐标；采集终端的中央处理器单元根据输入的夹角度数，通过本发明中的方法计算出成像方向相较于终端所处位置的方位。

如图5所示，当采集终端的中央处理器单元接收到测量出的夹角后，中央处理器单元根据夹角大小判断终端处在罗盘中心坐标系统的象限单元，进而计算出终端的成像方向方位角。

由于圆形罗盘与终端处于相切关系，且罗盘0°起始刻度为两者相切点，罗盘坐标中心、罗盘0°相切点、终端成像方向处于同一直线上，当终端使用人测量出罗盘北针度数后，终端根据角度值的大小和图6所示的几何关系计算出终端成像方向方位角。

具体计算过程为：

当方位角α的取值为0°≤α<45°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第1象限，终端成像方向相对于终端所处点位为北东北α；

当45°≤α<90°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第2象限，终端成像方向相对于终端所处点位为东东北90°-α；

当90°≤α<135°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第3象限，终端成像方向相对于终端所处点位为东东南α-90°；

当135°≤α<180°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第4象限，终端成像方向相对于终端所处点位为南东南180°-α；

当180°≤α<225°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第5象限，终端成像方向相对于终端所处点位为南西南α-180°；

当225°≤α<270°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第6象限，终端成像方向相对于终端所处点位为西西南270°-α；

当270°≤α<315°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第7象限，终端成像方向相对于终端所处点位为西西北α-270°；

当315°≤α<360°时，终端处在以罗盘为中心坐标系统的第8象限，终端成像方向相对于终端所处点位为北西北360°-α。

(6)采集终端的处理器单元通过水印方式将拍照时间、终端中心点所在经纬度、经本发明计算后的成像方位角、输入的地物类型等信息叠加在照片右下角位置，如图7水印照片示意图所示，将有水印的照片存储于采集终端的外存储器模块中，实现本地数据的存储，同时，通过无线数据传输模块，将带水印的照片无线传输至服务器端进行备份。

本发明的一种在拍摄照片中记录方位信息的方法、装置和移动终端，可以根据配载式罗盘测量出采集终端与正北方向的夹角，基于本发明中的方法判断象限单元和空间几何坐标关系后，确定采集终端成像方向位于终端中心坐标点的方位，终端拍摄的照片中以水印方式在照片右下角记录拍照时间、经纬度、成像方位角、地物类型等信息。本发明可提高类似需要外业拍摄野外对象的照片作记录、内业进行准确定位工作的效率和精度，实现当需要人工基于照片去确定所拍摄对象目标的位置时，避免由于判别人员对情况不了解而出现无法确定的情况，或是避免由于判别工作量巨大而出现判断错误的情况，更好的服务于各行各业的野外拍照、内业核查的应用需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种在拍摄照片中记录方位信息的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据被拍照目标地物的大小与距离，选择移动采集终端为横屏拍照模式或竖屏拍照模式，所述移动采集终端加装带有水平气泡整平功能的罗盘，在进行拍照采集前，根据拍照模式将罗盘中水平整平气泡调整至调平刻度线内，以调平罗盘水平仪；

S2、移动采集终端通过定位单元，实时接收全球定位系统位置信息，并确定终端所处的三维位置坐标；

S3、当移动采集终端摄像单元执行完拍照命令后，在采集终端的交互式显示屏上弹出输入窗口，输入此时罗盘显示的夹角度数和所拍摄的地物类型；中央处理器单元根据获取的夹角大小判断终端处在罗盘中心坐标系统的象限单元，计算所述移动采集终端的成像方向方位角；

S4、在拍摄的照片中，以水印方式叠加拍照时间、经纬度、地物类型、成像方位角信息，并存储于移动采集终端的存储单元中；

S5、通过无线数据传输模块将带水印的照片远程传输至服务器终端，对数据进行备份。

2.根据权利要求1所述的在拍摄照片中记录方位信息的方法，其特征在于，步骤S2中，所述三维位置坐标，包括以度分秒或度为度量单位的地理坐标，和以米为度量单位的投影坐标。

3.根据权利要求1所述的在拍摄照片中记录方位信息的方法，其特征在于，步骤S3中，所述夹角度数和地物类型的输入方式，包括：交互式输入和自主识别；所述交互式输入包括但不限于：触摸屏输入、书写笔输入、语音输入；所述自主识别包括：中央控制系统在和罗盘建立连接后获取罗盘夹角数据，和中央控制系统基于图像或预设自动识别地物类型；处理器单元在收到输入的夹角数据和地物类型指令后，存储于内存单元中。

4.根据权利要求3所述的在拍摄照片中记录方位信息的方法，其特征在于，步骤S3中，所述成像方向方位角计算方法为：移动采集终端中央处理器单元收到上述罗盘显示的夹角度数为α，根据夹角α的大小判断终端处在罗盘中心坐标系统的象限单元；

当方位角α的取值为0°≤α<45°时，终端成像方向相对于终端所处点位为北东北α；

当45°≤α<90°时，终终端成像方向相对于终端所处点位为东东北90°-α；

当90°≤α<135°时，终端成像方向相对于终端所处点位为东东南α-90°；

当135°≤α<180°时，终端成像方向相对于终端所处点位为南东南180°-α；

当180°≤α<225°时，终端成像方向相对于终端所处点位为南西南α-180°；

当225°≤α<270°时，终端成像方向相对于终端所处点位为西西南270°-α；

当270°≤α<315°时，终端成像方向相对于终端所处点位为西西北α-270°；

当315°≤α<360°时，终端成像方向相对于终端所处点位为北西北360°-α。

5.一种在拍摄照片中记录方位信息的装置，其特征在于，设有水平配准罗盘，包括确保仪器垂直地面的整平气泡、用于测量终端与正北方向夹角的指南针和表盘，罗盘0度刻度线始于罗盘和终端节点处，并呈逆时针方向刻度值递增。

6.根据权利要求5所述的一种在拍摄照片中记录方位信息的装置，其特征在于，所述罗盘装置为外接可拆卸式罗盘，加装于移动采集终端外部，和移动采集终端共同用于实现权利要求1至4任一项所述的在拍摄照片中记录方位信息的方法。

7.一种在拍摄照片中记录方位信息的移动采集终端，其特征在于，包括主板单元、中央处理器单元、内存单元、存储单元、摄像单元、定位单元、交互式显示屏、可充电锂电池单元、及无线数据传输模块；

所述主板单元，用于连接终端其他单元并使它们协同工作；

所述中央处理器单元，用于完成信息处理和程序运行，包括但不限于各类可解释计算机指令以及处理计算机软件中数据的处理单元；

所述内存单元，用于存放处理器中运算数据、以及与外部储存器交换数据。

所述存储单元，用于安装操作系统、软件，以及存储文档、资料数据，包括但不限于各类固态存储单元、机械存储单元和混合存储单元；

所述摄像单元，为可见光高分辨率数码摄像照相机，用于记录可见光波段、且具备变焦功能，包含镜头、传感器、软板、图像处理芯片；

所述定位单元，用于获取实时空间位置信息，包括但不限于可接收GNSS、GPS、GLONASS、Galileo、北斗卫星系统授时、测量和定位信息的电子元器件。

所述交互式显示屏，具备人机交互、图形图像显示功能，包括但不限于使用手指、书写笔进行书写和触摸操作的高分辨率液晶显示屏；

所述无线数据传输模块，包括但不限于采用RS485通讯方式，用于将采集数据以无线方式进行远程传输。