CN117470195A - 基于环境信息对大地测量勘测仪器的自动无参考精确安置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于环境信息对大地测量勘测仪器的自动无参考精确安置。本发明涉及大地测量勘测仪器的自动安置。该仪器包括：瞄准单元，其用于提供瞄准数据；成像传感器，其中，轴能够参考瞄准方向；以及计算单元。自动安置包括以下步骤：1)获取环境的图像，2)基于图像创建特征目录，并且针对每个特征提供适用性得分，3)基于适用性得分选择第一组特征并且提供第一瞄准数据，4)识别仪器的重新定位，5)从第一组特征中选择第二组特征，并且提供第二瞄准数据，以及6)基于第一组瞄准数据和第二组瞄准数据确定相对于第一位姿的精细位姿。

Description

基于环境信息对大地测量勘测仪器的自动无参考精确安置

技术领域

本发明涉及一种大地测量勘测仪器，所述大地测量勘测仪器包括瞄准单元、成像传感器和计算单元。大地测量勘测仪器基于预先存在的自然或人造物体作为参考来展现自动安置(stationing)功能。本发明还涉及勘测仪器的安置方法和基于该方法的计算机程序产品。

背景技术

为了根据大地测量精度标准，特别是以厘米精度或更好的精度从静态或移动物体获得信息，通常使用大地测量勘测仪器，特别是全站仪、视距仪和机动化经纬仪。这样的仪器被配置为根据大地测量精度标准提供单个点或多个单点的球面坐标和/或得到的笛卡尔坐标。

全站仪是一类常见的大地测量勘测仪器。通过示例的方式，全站仪在这里被呈现为代表通用大地测量勘测仪器。可以相应地应用其它类型的大地测量勘测仪器的具体特征。全站仪基本上包括瞄准元件、单点测距元件(特别是，激光测距仪)和角度传感器，其精度在角秒(angular second)的范围内。从这里，“瞄准单元”被理解为可以照准、对准和测量一个或更多个单个点的集合。瞄准单元可以是全站仪的单个集成组件，特别是同轴照准和单点测距元件，特别是激光测距仪。

当代全站仪通常由紧凑设计来表征，该紧凑设计在单个便携式设备中包括瞄准单元、计算单元、控制单元和数据存储单元。计算单元可以包括控制单元和数据存储单元。全站仪通常与回射目标物体(特别是，圆形棱镜)组合使用，并且对于这样的应用，全站仪通常包括自动目标搜索和跟踪功能。配备有回射目标的物体通常被称为协作目标，而其它目标(特别是，漫反射目标)通常被称为非协作目标。

为了照准和瞄准指定的目标点，一般全站仪配备有望远镜瞄准器，诸如，光学望远镜。望远镜瞄准器可以通过使全站仪枢转和倾斜来与目标点对准。举例来说，在EP 2219011中描述了这种照准设备。然后确定目标点的球面坐标。被瞄准物体的距离(特别是，利用激光测距仪)通过测距方法确定，而仰角和方位角可以从由勘测仪器所包括的(特别是，由瞄准单元所包括的)角度传感器提供的角度读数得到。举例来说，除非另有说明，否则距勘测仪器/到勘测仪器的距离将意味着距瞄准单元的距离。举例来说，除非另有说明，否则方位角是相对于参考方向的角度，特别是相对于北方向的角度，而仰角是相对于地平线的角度，特别是相对于校准后的地平线的角度。

当代全站仪还可以通过精确记录环境中的参考标记来使仪器参考外部坐标系。在确定这样的外部坐标系时，所有协调操作都可以参考该外部或全局坐标系。典型的全站仪还配备有GNSS接收器。然而，在没有适当的支持基础设施(例如，在参考位置的基站)的情况下，GNSS接收器的精度不满足大地测量精度要求。因此，它们只能提供粗略位置数据。

当代全站仪还可以配备有一组无线模块以与不同类型的外部单元进行通信。外部单元的非排他性列表包括其它勘测仪器、手持数据采集设备、现场计算机或云服务。特别是，全站仪可以使用无线模块接收环境的数字模型。EP 3779 359公开了包括用于接收环境的数字模型的适当接口的勘测仪器以及使勘测仪器参考数字模型的方法。

参考全站仪通常是麻烦的、手动的工作。可以使用GNSS位置来提供全站仪的至少粗略位置，并且必须知道接近的可见参考标记的绝对位置。理想地，参考标记是大地测量控制网络的参考标记。然后，通过瞄准并标记所述参考标记来导出勘测仪器的绝对位姿。这通常通过手动瞄准或通过扫描环境以寻找和瞄准这些参考标记来执行。例如，EP 2404 137公开了这种扫描方法。

在典型的勘测任务期间，特别是在室内勘测或勘测复杂地点(例如，建筑场地)期间，从一个参考地点瞄准和测量待勘测的所有点是不可能的。这需要勘测仪器的重新定位。此外，仪器的重新定位通常沿着随机轨迹发生，特别是在室内勘测的情况下。这意味着必须在多个场合确定仪器的位姿(pose)。

对于许多勘测任务，特别是在城市或室内勘测中，甚至获得仪器的粗略位姿都是困难的，因为例如GNSS信号可能不存在于每个期望的勘测位置处。现有技术包含在这种条件下定位勘测仪器的多种方法。例如，DE 11 2006 003 390、US 2011/102255、EP 3 222969公开了定位方法。另一方面，这些方法涉及使用棱镜杆或等效辅助工具手动测量一个或更多个参考点。

基于系统叉指传感器(如惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、视觉定位系统(visual positioning system，VPS)或组合视觉惯性系统(visual inertialsystem，VIS))的粗略定位系统是特别有利的，因为它们至少可以提供粗略位姿信息。利用IMU来帮助仪器的粗略定位在现有技术中是已知的，例如，US 2019/086206公开了结合IMU的系统。另一方面，IMU甚至可能在少于一小时的相对短的时间帧期间漂移，即，它们必须被定期参考。

VPS通过分析仪器周围的视觉信息来提供系统的粗略位姿。VPS可以基于来自运动的结构(structure from motion，SfM)、同时定位与地图构建(simultaneouslocalization and mapping，SLAM)或任何其它替代方法。VPS结合大地测量勘测仪器的应用在现有技术中是已知的，例如，EP 3062 283公开了这样的系统。这种系统可以在无外部信号的情况下提供粗略定位。另一方面，因为它们是基于对视觉数据的解释的，所以这样的系统在具有模糊特征的环境(例如，具有许多几乎相同的外观特征的建筑场地)中或者在对比度正在快速变化的情况下(例如，在室内勘测任务期间)容易出错。

所谓的视觉惯性同时定位与地图构建(visual inertial simultaneouslocalization and mapping，VISLAM)系统例如在EP 3779 357中被公开，即，SLAM系统与IMU的组合以组合用于粗略定位的两种方法的多个方面。EP 3779 357还公开了使勘测系统的位姿参考数字数据。在EP 3779 357中公开的勘测系统另一方面基于点云的创建，这是相当冗长的工作。

典型的勘测环境包括突出特征，即，具有良好可识别的几何形状或外观的物体。对于室外勘测，这些特征可能是例如电桅杆、教堂尖塔、天线，甚至是如高树的自然物体。类似的物体可以被定义用于室内勘测任务，例如，角部、电源插座等。一些特征可能被地理参考。利用环境中的突出特征在现有技术中是已知的，例如US 9,958,269公开了一种基于突出特征的预知或测量位置得到勘测仪器在重新定位之后的位姿的方法。

一方面，标记大量特征提供安全裕度，至少所需的最少量特征将在下一地点可见。另一方面，它增加了安置勘测仪器所需的时间。由于建立数据库的时间减少，仅测量几个特征可能是吸引人的。然而，这可能导致问题，即，从原本期望的新勘测位置仅可访问几个特征。因此，操作者被迫选择导致降低的精度或选择新勘测地点的可访问非最佳特征，这导致时间损失。

因此，为环境中的特征提供适用性得分和关于重新定位的准备情况的总适用性得分对于高效的勘测过程是期望的。从所拍摄的图像确定特征将很可能有用的勘测环境和勘测任务可以缩短安置过程，同时增加其鲁棒性。

发明内容

发明目的

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种大地测量勘测仪器，其包括瞄准单元、成像传感器和计算单元，具有简化且更高效的安置。

本发明的另一个目的是提供一种在未知环境中的改进安置。

本发明涉及一种大地测量勘测仪器，其包括瞄准单元、成像传感器和计算单元。大地测量勘测仪器可以是单人可携带的，因为仪器至少在测量期间未附接到车辆，特别是UAV或汽车。此外，虽然仪器可以在重新定位期间附接到运输车辆，但是重新定位仪器的主要模式可以由操作者携带。

瞄准单元被配置为瞄准环境中的物体并且提供被瞄准物体的瞄准数据测量。瞄准可以通过直接操作者动作手动实现。瞄准也可以半自动地实现，即，操作者从所识别/预期目标的列表中选择可能的目标。瞄准可以在全自动模式下执行，其中，计算单元识别并瞄准一个或更多个目标。举例来说，除非另有说明，否则从这里使用全自动模式示出了瞄准过程。可以相应地应用其它瞄准方法的具体特征。瞄准数据可以是瞄准方向或坐标。举例来说，坐标是满足大地测量精度标准的地理参考绝对坐标，特别是厘米精度或更好。

勘测仪器可以包括位姿跟踪单元，该位姿跟踪单元被配置为在仪器移动期间提供仪器的粗略位姿数据的跟踪。位姿跟踪单元可以永久地集成到勘测仪器中。位姿跟踪单元可以临时附接或可附接到勘测仪器。位姿跟踪单元可以包括多个传感器。本发明不限于实施方式，其中位姿跟踪单元是单个实体。位姿跟踪单元所包括的部分传感器可以被集成到勘测仪器，而位姿跟踪单元所包括的其它传感器可以被临时附接。位姿跟踪单元可以被配置为识别仪器的重新定位。

在本发明的意义上的粗略位姿是不满足大地测量精度标准的位姿信息，特别是具有分米精度或更差的位置数据。本发明的意义上的精细位姿是根据大地测量精度标准的位姿信息。精细位姿可以参考绝对参考系。本发明不限于这种情况，并且可以适用于任何任意本地参考系。

成像传感器的光轴可参考瞄准单元的瞄准方向。成像传感器可以提供真实角度摄影(phtography)，其中，完整图像参考瞄准单元的瞄准方向。成像传感器可以是包括多个相机的布置。可以通过使勘测仪器旋转并拼接单个图像来提供图像。成像传感器可以提供包含角度信息的一组非连接图像。

成像传感器可以被配置用于全景或全穹顶摄影。成像传感器可以是广角相机。在一些实施方式中，计算单元可以丢弃图像的不包含特征的部分。举例来说，除非另有说明，否则在此，图像是连续的全穹顶图像。可以相应地应用其它成像方法的特定特征。

瞄准单元、位姿跟踪单元和成像传感器是全站仪的组件的功能而不是结构限定的一部分。在一些实施方式中，瞄准单元的照准单元还可以采取成像传感器的功能角色。成像传感器还可以经由VPS或SLAM功能充当位姿跟踪单元。成像传感器可以利用瞄准单元的机动轴以获取全穹顶图像。这些和其它另选布置在本发明的意义内。

计算单元被配置为存储仪器的精细位姿数据，特别是还存储粗略位姿数据，以提供针对瞄准单元的瞄准命令，读取由瞄准单元提供的瞄准数据或坐标，从成像传感器读取图像数据，并且特别是从位姿跟踪单元读取粗略位姿数据。计算单元是功能限定。计算单元可以是集成或永久地附接到全站仪的单个实体。计算单元可以被临时附接。计算单元可以包括多个计算子单元，特别是成像传感器可以具有一个或更多个计算子单元。计算单元可以包括手持组件。这些和其它另选布置在本发明的意义内。

大地测量勘测仪器包括自动安置功能，所述自动安置功能被配置为提供以下步骤的自动执行：1)在所述勘测仪器的第一位姿下由所述成像传感器获取环境的图像，2)基于图像创建或更新参考特征目录，并且由计算单元针对每个参考特征计算适用性得分，其中，适用性得分表征特征的可识别性和/或可测量性，3)由计算单元从参考特征目录中选择包括多个特征的第一组特征，所述多个特征满足关于至少适用性得分并且特别是还关于第一组特征中的特征的空间分布的选择标准，4)在所述勘测仪器的第一位姿下，提供针对关于第一组特征中的特征的瞄准方向的第一组瞄准数据的测量数据，5)提供第一组瞄准数据并且将第一组瞄准数据中的瞄准方向指派给第一组特征中的相应特征，6)执行仪器的重新定位，7)由计算单元从第一组特征中选择第二组特征，该选择是基于每个特征的适用性得分的，8)在仪器的第二位姿下，提供针对关于第二组特征中的特征的瞄准方向的第二组瞄准数据的测量数据，9)提供第二组瞄准数据并且将第二组瞄准数据的瞄准方向指派给第二组特征中的相应特征，其中，第一组瞄准数据和第二组瞄准数据中的至少一者还包括关于相应组特征的特征距勘测仪器的距离的数据，10)基于第一组瞄准数据和第二组瞄准数据确定第二位姿相对于第一位姿的精细位姿。

可识别性可以至少表征由成像传感器从不同位置获取的图像中的特征的可检索性，并且可测量性可以表征是否可以根据大地测量精度标准来测量特征的位置。适用性得分可以取决于其它特征的适用性得分，特别是具有高适用性得分的另一特征是否已经用类似的瞄准数据来标识。

大地测量勘测仪器可以基于第一组特征中的特征的总数、它们的空间分布以及它们的适用性得分来提供仪器是否准备好重新定位的反馈。

参考特征的选择可能取决于环境和勘测任务。特征可以是天然的(例如，高树木或岩层)或人造的(例如，教堂尖顶、动力桅杆)。对于室内勘测任务，突出特征可以是房间的角部、门框、电源插座、家具元素、建筑材料、螺钉或铆钉。参考特征可以是视觉特征，例如特征在于特定形状、对比度或图案。参考特征可以是几何特征，例如特征在于特定尺寸，特别是具有圆柱形、矩形或三角形形状的平坦表面。本领域技术人员可以根据环境和勘测任务提供类似或另选列表。

参考特征可以由先前的勘测任务和/或相同勘测任务中的先前步骤提供，特别是由操作者执行的手动测量。操作者可以手动地将特征添加到参考特征目录或移除特征。参考特征的绝对坐标可以从其它源(特别是，从数据库)或从环境的设计数据已知。

仪器的重新定位可以沿着基本上随机的路径执行。重新定位可以遵循3D路径，例如，重新定位路径的一部分可以沿着楼梯。重新定位路径可以包含暂停或振荡阶段，例如，当操作者停止打开门时。本发明对可能的重新定位路径没有任何限制。

本发明决不限于利用瞄准单元执行对第一组特征或第二组特征中的特征的瞄准的情况。相反，对于其中成像传感器满足大地测量精度要求的勘测仪器，成像传感器可以提供第一组瞄准数据和/或第二组瞄准数据的至少一部分。本发明不限于在第一位姿下提供第一组瞄准数据并将其指派给第一组特征的情况。相反，测量数据(特别是其中，测量数据是图像)可以在随后被评估，特别是在第二位姿下或在完成勘测任务之后离线评估。

虽然第二组特征包括来自第一组特征的多个特征，但是本发明不限于测量第一组瞄准数据在测量第二组瞄准数据之前的情况。可以在仪器的第一位姿下选择第二组特征。可以在选择第二组特征之前测量第二组瞄准数据所包括的瞄准数据。不言而喻，第一位姿和第二位姿都不对应于测量的时间序列。仪器可以从第一位姿重新定位到第二位姿。仪器可以从第二位姿重新定位到第一位姿。可以经由中间位姿重新定位仪器。所有这些路径根据本发明都是可能的。

成像传感器可以被配置为从图像提供图像块(patch)，其中，图像块分别包括来自第一组参考特征或第二组参考特征中的至少一个参考特征。图像块可以被指派给相应的参考特征。仪器可以被配置为通过将指派给如从第一位姿和第二位姿看到的相同参考特征的图块进行比较而基于图像块(特别是，相对瞄准方向)来得到瞄准数据。

在一些实施方式中，勘测仪器还包括：1)基座单元，2)支承单元，所述支承单元被安装在所述基座上并且被配置为能够相对于所述基座通过机动轴旋转，以及3)第一角度传感器，所述第一角度传感器被配置为测量所述支承单元的旋转角度。瞄准单元被安装在支承单元上并且可绕机动倾斜轴线倾斜，其中，仪器包括第二角度传感器，所述第二角度传感器被配置为测量瞄准单元的倾斜角度。瞄准单元包括测距仪(特别是，激光测距仪)的测距射束的射束出口。测距仪的测量射束限定了瞄准方向。被瞄准的参考标记的坐标可以从由测距仪测量的距离以及旋转角度和倾斜角度得到。

在一些实施方式中，勘测仪器还包括位姿跟踪单元，所述位姿跟踪单元被配置为至少在仪器的移动期间提供仪器的粗略位姿数据的跟踪。在这样的实施方式中，自动安置功能还可以包括由位姿跟踪单元提供粗略位姿数据的跟踪，并且从第一组特征中选择第二组特征可以还基于粗略位姿数据的跟踪。位姿跟踪单元可以被配置为自动识别仪器的重新定位。

提供粗略位姿数据的跟踪的实施方式是特别有益的，因为瞄准单元可以基于粗略位姿数据自动地瞄准特征。瞄准单元可以包括照准单元(sighting unit)。照准单元的视场可以允许照准并瞄准第二组特征中的特征而无需进一步目标搜索步骤。这实现了仪器的特别时间高效安置。然而，本发明不限于第二组特征中的特征在没有任何搜索步骤的情况下被照准的情况。相反，由于第二组特征中的特征相对于仪器的粗略位姿的估计方向，应用本发明可能通过至少提供缩短的搜索步骤是有益的。

在一些实施方式中，位姿跟踪单元的至少一个传感器位于基座中。将传感器定位在基座中是特别有益的，因为基座是稳定的惰性位置。这样的实施方式可以允许确定传感器的漂移。此外，位于基座处可以允许传感器的重新校准。尽管存在上述益处，但是本发明不限于传感器位于基座中的实施方式。

在一些实施方式中，位姿跟踪单元包括1)VPS、2)IMU、3)GNSS接收器、4)WLAN定位系统、5)基于蜂窝网络的定位系统、6)蓝牙定位系统和7)VISLAM中的至少一者。

在一些实施方式中，位姿跟踪单元包括VPS和/或VISLAM系统。VPS和/或VISLAM是基于由成像传感器提供的图像的。在本发明的意义上，位姿跟踪单元和成像传感器是功能性的而不是结构限定。根据本发明，利用与VPS和成像传感器二者相同的模块是可能的。另选地，位姿跟踪单元和成像传感器可以共享其组件的一部分。

在一些实施方式中，VPS被配置为提供用于由第一组特征包括的多个被跟踪特征的特征跟踪数据。勘测仪器可以被配置为基于特征跟踪数据提供对安置的请求(特别是，当一个或更多个被跟踪特征丢失时)。这些实施方式与快速安置方法结合尤其是有利的，其中不需要目标搜索步骤。这些实施方式的另一个优点是参考特征目录可以在对仪器进行安置之后被更新。

在一些实施方式中，成像传感器被布置和配置成用于瞄准单元的照准单元，以用于将瞄准方向对准到待测量目标上。该方法的优点是不需要另外的专用成像传感器。此外，由于照准单元与测距仪同轴，所以由照准单元获取的图像不包括角度偏移或间隙。在一些实施方式中，第一组瞄准数据和/或第二组瞄准数据中的至少一部分由成像传感器提供。

另选地，勘测仪器可以利用专用成像传感器。这种方法可以提供更多的灵活性，特别是在拍摄图像而不旋转和/或倾斜勘测仪器的情况下。对于真实角度相机，第一组瞄准数据和/或第二组瞄准数据中的至少一部分可以由成像传感器提供。本发明不限于成像传感器的任何具体实现。

在一些实施方式中，自动安置功能还包括：1)基于第一组特征中的特征的适用性得分得到总适用性得分，以及2)基于总适用性得分向操作者提供关于重新定位准备情况的反馈。总适用性得分可能取决于特征的总数。总适用性得分可能取决于各个特征的适用性得分。总适用性得分可能取决于特征的分布，特别是与勘测仪器的方向。反馈可能是大地测量勘测仪器准备好重新定位。反馈可能是第一组特征中的特征数量太低。反馈可能是第一组特征中的特征的适用性得分太低。反馈可能是手动地瞄准针对参考特征目录的一个或更多个可能参考特征的请求。

在一些实施方式中，在接收到操作者请求后，勘测仪器基于总适用性得分来提供关于重新定位的准备情况的评估。勘测仪器可以提供总适用性得分太低的反馈。勘测仪器可以通过自动选择新的参考特征并提供和指派相应的瞄准数据来更新参考特征目录和第一组特征。可以利用算法从在第一位姿下捕获的图像自动识别具有高适用性得分的附加特征。可以将所识别的特征添加到参考特征目录和/或第一组特征中。第一组瞄准数据可以用第一组特征中的新识别的特征的瞄准数据来更新，特别是，瞄准单元自动地与特征对准并且执行距离测量。具有高适用性得分的特征的选择可以基于机器学习，特别是基于深度学习，其中机器训练算法被应用于图像。

在一些实施方式中，基于对粗略位姿数据的跟踪和针对第一组特征中的每个特征的适用性得分来得到跟踪总适用性得分。勘测仪器可以被配置为基于跟踪总适用性得分来提供对安置的请求。更不用说，对总适用性得分的跟踪可以与各个特征的跟踪组合。

在一些实施方式中，计算单元被配置为接收环境的数字模型。数字模型包括1)环境的地图、2)环境的设计数据以及3)在环境上的先前瞄准数据测量数据中的一者。在环境上的先前瞄准数据测量数据可能已经由另一勘测仪器测量。计算单元还可以被配置为使勘测仪器的精细位姿和/或粗略位姿参考数字模型。

适当的数字模型可能取决于勘测任务和环境。对于室外勘测，包括导航数据和/或地标及其坐标的列表的环境的地图可能是最佳的。对于室内勘测，建筑物信息模型(building information model，BIM)或环境的计算机辅助设计(computer aided design，CAD)可能是最佳的。

设计数据可以包括突出特征及其坐标的列表。计算单元可以在计算适用性得分时参考设计数据中的信息。计算单元可以基于所接收的设计数据来识别环境的类型和勘测任务。计算单元可以在导出勘测任务数据时导出环境类型和勘测任务。

在一些实施方式中，计算单元被配置为使参考特征目录中的特征的位置参考数字模型。根据本发明的参考可能是将特征的绝对位置与设计数据的坐标系合并。另选地，参考可能是将来自设计数据的地标及其坐标的列表与第一组特征的第一组瞄准数据的至少一部分进行匹配。作为匹配的结果，计算单元可以校正第一组特征的第一组瞄准数据。另选地，计算单元可以产生指示第一组瞄准数据与来自设计数据的相应坐标之间的差异的误差消息。

在一些实施方式中，计算单元还被配置为：1)接收关于所请求的第二位置的操作者输入，2)计算在所请求的第二位置附近的第一组特征的所计算的可见性和/或所计算的适用性得分，3)基于第一组特征的所计算的可见性和/或适用性得分来计算所建议的仪器的第二位置，4)为操作者提供到达所建议的第二位置的引导指令。计算单元还可以被配置为提供关于勘测环境和勘测任务的引导指令，特别是，路径的可行走性。

计算单元可以在计算所建议的第二位置时考虑其它参数。其它参数可以包括特征相关参数，特别是特征的表观尺寸、特征的对比度、以及特征的冗余和明确性。计算可以考虑所建议的第二位置的可达性。更不用说，本领域技术人员可以在提供用于选择所建议的第二位置的方法中组合这些和类似参数。引导指令可以包括绘制在地图上的路径、示出行走方向的箭头或类似的视觉或另选(特别是音频)指令。计算单元可以包括用于显示引导指令的手持单元。

在一些实施方式中，勘测仪器还包括用于识别具有已知绝对位置的参考标记的自动目标搜索和跟踪功能。自动安置功能还可以包括1)利用所识别的参考标记更新参考特征目录，2)选择针对第一组特征的至少一个参考标记，3)将来自第一组瞄准数据的相应瞄准方向与至少一个参考标记的已知绝对位置进行比较，4)基于来自第一组瞄准数据的相应瞄准方向与至少一个参考标记的已知绝对位置的差异，对第一组瞄准数据执行评估。第二组特征可以包括至少一个参考标记。第二组瞄准数据可以利用至少一个参考标记的已知绝对位置来校正。

对于当勘测仪器包括作为位姿跟踪单元的VPS/VISLAM时的情况，自动目标搜索和跟踪功能也可能是有益的。利用所识别的参考标记来参考VPS/VISLAM是特别有益的，因为它可能导致粗略位姿数据的减少漂移，并且可以减少粗略位姿的方差。自动目标搜索和跟踪功能可以被用于记录环境中的具有已知绝对位置的参考标记。

在一些实施方式中，计算单元被配置为基于图像来识别环境中的平坦表面，并且基于平坦表面所包含的多个点坐标来计算平坦表面的坐标。虽然许多突出的地标可由视觉外观识别，但是特定几何形状(特别是，特定维度的扩展平坦表面)也可以用作明确的突出地标。本发明决不限于由视觉外观标识的特征，而是包括具有独特几何形状(其是平坦表面)的特征。

在一些实施方式中，适用性得分是基于以下中的至少一者：1)特征的视线、2)特征的表观尺寸、3)环境、4)测量任务、5)特征的对比度、6)特征的位置稳定性以及7)特征的冗余和明确性。更不用说，适用性得分可以基于上述的组合。适用性得分可以基于以上与其它参数的组合。勘测仪器可以包括针对适用性得分的不同预编程选项。预编程选项可以由勘测仪器或通过操作者动作自动选择。

在一些实施方式中，适用性得分是从机器学习过程得到的。可以在外部执行机器学习过程。机器学习可以是监督学习，其中，在与多个第二位姿下的特征的真实可识别性和/或可测量性进行比较之后，适用性得分被细化。另选地，勘测仪器可以提供对机器学习过程的适用性得分的反馈。

在一些实施方式中，勘测仪器被配置为利用勘测仪器的标记位姿标记勘测数据，其中，标记位姿是由1)精细位姿数据、2)粗略位姿数据提供的。利用标记位姿标记测量是特别有益的，使得测量数据的离线校正是可能的。勘测仪器可以沿着随机路径被重新定位，其中，至少一个测量位置可以仅利用粗略位姿数据来表征。粗略位姿数据可以利用所测量的仪器的漂移来校正，其中，漂移在两个参考位姿之间被确定。与标记位姿互补地，也可以提供标记时间。

在一些实施方式中，勘测仪器被配置为存储第一组特征、第一组瞄准数据、第二组特征和第二组瞄准数据。勘测系统可以被配置为基于所存储的第一组瞄准数据和所存储的第二组瞄准数据来更新勘测仪器的标记位姿。更新标记位姿可以离线执行。可以利用与不同地理参考位置相关的多个第一组瞄准数据和第二组瞄准数据来更新标记位姿。此外，可以“向后”应用校正，这意味着在第二组瞄准数据之后确定第一组瞄准数据。本发明不限于以特定顺序测量第一组瞄准数据和第二组瞄准数据。

本发明还涉及一种识别大地测量勘测仪器的精细位姿的方法。该方法包括以下步骤：1)在所述勘测仪器的第一位姿下由所述勘测仪器的成像传感器获取环境的图像，2)基于图像创建或更新参考特征目录，并且针对每个参考特征计算适用性得分，3)由计算单元从参考特征目录中选择包括多个特征的第一组特征，所述多个特征满足关于至少适用性得分并且特别是还关于第一组特征中的特征的空间分布的选择标准，4)在所述勘测仪器的第一位姿下，提供针对关于第一组特征中的特征的瞄准方向的第一组瞄准数据的测量数据，5)提供第一组瞄准数据并且将第一组瞄准数据的瞄准方向指派给第一组特征中的相应特征，6)执行仪器的重新定位，并且特别是提供粗略位姿数据的跟踪，7)基于针对每个特征的适用性得分并且特别是还基于粗略位姿数据的跟踪，从第一组特征中选择第二组特征，8)在仪器的第二位姿下，提供针对关于第二组特征中的特征的瞄准方向的第二组瞄准数据的测量数据，9)提供第二组瞄准数据并且将第二组瞄准数据的瞄准方向指派给第二组特征中的相应特征，其中，第一组瞄准数据和第二组瞄准数据中的至少一者还包括关于相应组特征的特征距勘测仪器的距离的数据，以及10)基于第一组瞄准数据和第二组瞄准数据确定第二位姿相对于第一位姿的精细位姿。

在一些实施方式中，该方法还包括：1)在所述第二位姿下获取所述环境的第二图像，2)基于图像匹配来识别由第一组特征所包括的特征的至少一部分，以及计算针对第一组特征中的特征的第二适用性得分，3)基于适用性得分并且还基于第二适用性得分从第一组特征中选择包括多个特征的第二组特征。

在该方法的一些实施方式中，参考特征目录包括所识别的一个或更多个平坦表面，并且第一组瞄准数据和第二组瞄准数据包括一个或更多个平坦表面的坐标，一个或更多个平坦表面的坐标根据由相应的平坦表面所包含的多个点坐标计算。

在该方法的一些实施方式中，所述第一位姿和所述第二位姿中的至少一者是参考绝对位姿。

在该方法的一些实施方式中，测量第二组瞄准数据在测量第一组瞄准数据之前。

在该方法的一些实施方式中，所述勘测仪器沿着多个位姿被重新定位，其中，所述多个位姿中的至少两个位姿是地理参考位姿，并且所述多个位姿中的至少一个位姿是非地理参考位姿。该方法还包括通过对关于至少两个地理参考位姿得到的第二组瞄准数据进行加权来更新至少一个非地理参考位姿的标记位姿。

更不用说，该方法的一些实施方式可以受益于勘测仪器的一个或更多个特定可选组件。在一些实施方式中，该方法包括以下步骤：1)通过测量设备周围环境中的物体点(特别是，通过操作者测量)来在仪器的第一位姿下执行勘测任务，其中，对于一个或更多个测量点，自动获取对应的图像块，其中，一个或更多个图像块各自表示一个特征，特别是一个最近检测到的特征，2)基于图像块更新参考特征目录，并且由计算单元计算至少一个最近检测到的特征的适用性得分，其中，适用性得分是基于相应图像块的，3)由计算单元从参考特征目录中选择包括多个特征的第一组特征，特别是包括至少一个最近检测到的特征，所述多个特征满足关于至少适用性得分的选择标准，4)至少基于相应图像块(特别是基于后投影点坐标)提供关于至少一个最近检测到的特征的瞄准方向的第一组瞄准数据的测量数据，5)基于更新后的第一组特征中的特征的适用性得分，更新总适用性得分，6)基于总适用性得分向操作者提供关于重新定位的准备情况的反馈，特别是其中，总适用性得分超过阈值，7)可选地执行特征搜索，特别是其中，总适用性得分低于阈值，特征搜索包括：a)由计算单元对具有高适用性得分的特征的候选进行分析，b)基于图像块来更新参考特征目录，c)从参考特征目录中选择包括多个特征的第一组特征，特别是包括在特征搜索中检测到的至少一个特征，d)提供针对关于在特征搜索中检测到的至少一个特征的瞄准方向的第一组瞄准数据的测量数据，e)基于更新后的第一组特征中的特征的适用性得分来更新总适用性得分，f)重复步骤(a-e)，直到实现基于总适用性得分的重新定位准备好为止，8)执行仪器的重新定位并提供粗略位姿数据的跟踪，9)由计算单元基于适用性得分从第一组特征中选择第二组特征，10)基于在第一位姿下测量的坐标和由位姿跟踪单元提供的粗略位姿数据的跟踪，提供针对第二组特征中的特征的粗略瞄准方向，11)由瞄准单元基于粗略位姿数据的跟踪来瞄准第二组特征中的特征，并且获取表示第二组特征中的相应特征的图像块，12)基于从第一位姿下的图像提取的图像块与从第二位姿下的图像提取的图像块之间确定的偏移量，提供第二组瞄准数据并且将第二组瞄准数据的瞄准方向指派给第二组特征中的相应特征，13)通过基于准确方向将瞄准单元对准特征并执行距离测量来提供针对第二组特征中的特征的距离测量，14)基于所述第一组瞄准数据和所述第二组瞄准数据(特别是，通过将在所述第一位姿下测量的特征的坐标与在所述第二位姿下测量的特征的坐标进行匹配)确定所述第二位姿相对于所述第一位姿的精细位姿。

本发明还涉及一种用于勘测系统的计算机程序产品，所述计算机程序产品在由勘测仪器的计算单元执行时使得自动执行安置方法的所选实施方式的步骤。

计算机程序产品的一些实施方式包括以下中的至少一者：1)用于自动识别环境和勘测任务的计算机程序代码，或2)用于指定环境和勘测任务的操作者输入选项的计算机程序代码。

附图说明

仅作为示例，下文将参考附图更全面地描述本发明的具体实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的大地测量勘测仪器的实施方式的示意图。

图2示出了创建参考特征目录的示意图。

图3示出了瞄准和测量第一组特征的坐标的示意图。

图4示出了勘测仪器的重新定位。

图5示出了瞄准和测量第二组特征的坐标的示意图。

图6示出了通过后方交会确定位姿的示意图。

图7示出了针对操作者的所建议的第二位置和引导指令。

图8示出了参考特征目录的室内特征。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的包括瞄准单元10、作为位姿跟踪单元的IMU 55、成像传感器20和计算单元30的勘测仪器40的实施方式的示意图。

勘测仪器40的主框架包括第一柱41和第二柱42，其中，瞄准单元10附接到两个柱41、42，使得其可绕倾斜轴线61倾斜。瞄准单元10的倾斜优选地通过机动轴62实现。在某些情况下，绕倾斜轴线61的手动倾斜可能是可以的。勘测仪器40包括被配置为测量倾斜角度64的第一角度传感器63。

图1所描绘的实施方式是便携式集成勘测仪器40，其被配置为被安装在基座50上并且可绕旋转轴线51旋转。在校准和测量操作期间，旋转轴线51可以是竖直轴线。勘测仪器40可以在某些情况下被手动地旋转或优选地通过机动轴52旋转。勘测仪器包括第二角度传感器53，其被配置为测量瞄准单元10相对于基座50的旋转角度54。由第一角度传感器63和第二角度传感器53检索的倾斜角度64和旋转角度54被传送到计算单元30。计算单元30提供针对机动轴52、62的驱动命令，以便利用瞄准单元10瞄准选定特征。

图1所描绘的勘测仪器40的实施方式包括作为被布置到框架中的不同位置的相机阵列的成像传感器20。成像传感器20(特别是，与瞄准单元10同轴的相机)的其它实施方式也在本发明的意义内。

图1所描绘的勘测仪器40的实施方式包括无线接口71。无线接口71或具有等效功能的有线接口可以被配置为接收环境的数字模型，该数字模型包括环境的地图、环境的设计数据和关于环境的先前测量数据中的至少一者作为数字数据。计算单元30可以使粗略位姿数据和/或精细位姿数据参考所接收的数据。更不用说，无线接口71或具有等效功能的有线接口可以直接或间接地提供测量数据，特别是利用云服务器、另外的勘测仪器或另外的计算单元。

所描绘的实施方式中的位姿跟踪单元包括IMU 55。根据本发明，其它定位传感器(特别是，基于GNSS、蜂窝网络、无线系统71或成像传感器20(例如，VPS或VISLAM)的定位传感器)也是可能的。在所描绘的实施方式中，IMU 55被集成到基座50。更不用说，本领域技术人员可以引入定位传感器的其它布置，特别是位姿跟踪单元可以被集成到勘测仪器40，可以被分布为一个或更多个传感器被集成到勘测仪器40，并且一个或更多个传感器被集成到基座50。另选地，来自位姿跟踪单元的传感器的至少一部分可以以临时方式附接到勘测仪器40或基座50。包括位姿跟踪单元的勘测仪器40特别适于受益于本发明，然而，本发明可以应用于没有位姿跟踪单元的勘测仪器40。

图2至图5示出了安置方法的实施方式。在该实施方式中，第一组瞄准数据和第二组瞄准数据包括距勘测仪器40的相应距离，而第二组瞄准数据在测量第一组瞄准数据之后被测量。不言而喻，本发明不限于该实施方式。本领域技术人员还清楚的是，利用本实施方式描述的一些可选特征可以与其它实施方式结合使用。

图2示出了具有预先存在的特征1、312、313的环境2，所述预先存在的特征1、312、313可以是自然的(例如，高树)或人造的(例如，教堂、电力桅杆)。成像传感器20获取环境2的图像3。图像3可以是真实角度图像。图像3可以是具有至少180°水平视野的全景图像。图像3可以是具有360°水平视野的全景图像。图像3可以是全穹顶图像。图像3可以由一组图块缝合。不言而喻，上述特征中的一些是可组合的，即，图像3可以是真实角度全穹顶图像。

在图2所描绘的实施方式中，成像传感器20是附接到勘测仪器40的侧面的单个相机。通过使勘测仪器40绕旋转轴线51旋转，从一组单个图像创建真实角度全景图像。成像传感器20可以包括多个相机，并且可以在不使勘测仪器40旋转的情况下获取全景/全穹顶图像。

勘测仪器40的第一位姿101可以通过适当的手段被地理参考。从地理参考位姿获取图像是利用本发明的特别有益的方式。然而，本发明可以与局部参考系结合使用，即，第一位姿101的精细位姿可以参考任意局部参考系。如果第一位姿101的精细位姿未知，则也可以利用本发明。从此以后，出于简洁性和理解性的原因，假设第一位姿101被参考，而精细位姿第二位姿102是未知的。相反情况的具体特征可以相应地应用。

计算单元30基于图像3创建参考特征目录31。更不用说，取决于勘测任务，可能的特征1、312、313可能是不同的，例如，室内勘测或施工场地可能提供与例如农业或地形陆地勘测不同的突出特征。在一些实施方式中，计算单元30基于图像3自动识别环境2和勘测任务。在一些实施方式中，计算单元30接收环境的数字模型。计算单元30可以基于所接收的数据自动识别环境2和勘测任务。在一些实施方式中，操作者可以手动地提供关于环境2和/或勘测任务的信息。对于根据本发明的勘测仪器40和方法，这些实施方式的组合和另选方案也是可能的。

计算单元30计算参考特征目录31中的特征1、312、313的适用性得分32。适用性得分32可以基于特征的可见性、特征的表观尺寸、勘测环境2、特征的对比度以及特征的冗余和明确性。适用性得分32可以基于特征1、312、313的可测量性，即，特征1、312、313的位置是否可以根据大地测量精度标准来测量。适用性得分32还可以基于所接收的关于环境的数字数据和/或所建议的第二测量位置。适用性得分32可以由机器学习算法提供。机器学习可以在线或离线执行。

计算单元30基于适用性得分32从参考特征目录31中选择第一组特征。计算单元可以提供从图像3裁剪的图像块33，其中，图像块33表示特征1，特别是图像块可以用于瞄准所表示的特征1。图像块33可以被指派给所表示的特征1。在一些实施方式中，在没有另外的操作者输入的情况下选择第一组特征。在另选实施方式中，操作者可以向第一组特征添加特征或从第一组特征移除特征。计算单元30可以基于第一组特征1、312、313中的特征的适用性得分32，特别是基于参考特征目录31和第一组特征中的特征1、312、313的数量、质量和空间分布来评估总适用性得分。计算单元可以基于图像自动地选择另外的特征1、312、313，并且如果总适用性得分不满足标准(特别是，阈值标准)，则将特征1、312、313添加到参考特征目录31和/或第一组特征中。如果总适用性得分不满足标准，则计算单元可以提供错误消息。操作者可以在接收到总适用性得分不满足标准的错误消息时触发自动特征搜索。

图3示出了针对来自第一组特征的被瞄准特征1的坐标301的测量。在所描绘的实施方式中，瞄准单元10通过使勘测仪器40绕旋转轴线51旋转并且使瞄准单元10绕倾斜轴线61倾斜来瞄准第一组特征中的特征。角度坐标可以从第一角度传感器和第二角度传感器的角度读数得到，而被瞄准特征的距离可以从通过激光射束11的测距仪测量提供。基于角度、距勘测仪器的距离和勘测仪器的第一位姿101，计算单元30计算被瞄准特征1的绝对坐标301。计算单元可以将绝对坐标301指派给图像块33。

另选地，第一组瞄准数据的至少一部分可以由成像传感器提供。虽然第一组瞄准数据包括距勘测仪器的距离的实施方式是利用本发明的特别有益的方式，但是如果第一组瞄准数据限于瞄准方向，也可以应用本发明。

图4示出了仪器40沿随机路径100的重新定位。位姿跟踪单元识别仪器的重新定位并且提供关于仪器的第二位姿102的粗略位姿数据。第二位姿102的精细位姿是未知的。选择包括第一组特征中的特征321、322、323的第二组特征。可以基于粗略位姿数据来更新适用性得分32。

位姿跟踪单元可以是利用由成像传感器20提供的图像数据的VPS或VISLAM系统。成像传感器20还可以在仪器40的重新定位期间连续更新特征321、322、323的适用性得分32。可以在重新定位期间选择第二组特征。还可以在重新定位完成之后选择第二组特征。

图5示出了来自第二组特征的被瞄准特征321的相对坐标的测量。瞄准单元通过使勘测仪器40绕旋转轴线旋转并且使瞄准单元绕倾斜轴线倾斜来瞄准第二组特征中的特征。角度坐标可以从第一角度传感器和第二角度传感器的角度读数得到，而被瞄准特征的距离可以从通过激光射束11的测距测量提供。由于被瞄准特征321由第一组特征包括，所以其绝对坐标301是已知的。通过针对由第二组特征包括的多个特征321、322、323测量相对于第二位姿102的坐标，可以提供勘测仪器40的第二位姿102的精细位姿。

图6描绘了在从第一位姿101沿着随机路径100携带仪器之后基于后方交会确定第二位姿102的精细位姿。由位姿跟踪单元提供的第二位姿104的粗略位姿可能不同于真实/参考精细位姿102。如果第二位姿102的精细位姿是已知的并且第一位姿101的精细位姿是未知的，则可以以其它方式应用本发明。

第一组特征中的特征1、312、313的第一组瞄准数据由瞄准单元10测量，类似于图3所描绘的情况。第一组瞄准数据包括在第一位姿101下距勘测仪器的距离。第二组瞄准数据限于关于瞄准方向21的数据。第二组瞄准数据可以包括特征321、322、323相对于第二位姿102的球面坐标的角度分量22。第二位姿102的精细位姿可以是表示瞄准方向21的线的交点。

不言而喻，第一位姿101和第二位姿102仅通过必须在第一位姿101下获取环境的图像的事实可区分。因此，如果第一组瞄准数据限于关于瞄准方向21的数据，则也可以应用图6所描绘的后方交会，而第二组瞄准数据包括在第一位姿102下距勘测仪器的距离。此外，“第一位姿”101、“第一组瞄准数据”的利用并不暗示从第一位姿101测量第一组瞄准数据在测量第二组瞄准数据之前。相反，如果测量第二组瞄准数据在测量第一组瞄准数据之前，则也可以应用本发明。

图7示出了其中计算单元30被配置为接收环境2的地图200的实施方式。另选地，代替地图200，数字模型可以是设计数据、先前测量数据或任何合适的另选方案。参考特征目录中的特征1、312、313参考地图200。

操作者可以选择所请求的第二位置来继续勘测任务。计算单元30计算在所请求的第二位置附近的第一组特征的所计算的可见性。计算单元30基于第一组特征中的特征1、312、313的所计算的可见性计算所建议的第二位置201。计算单元30可以在计算所建议的第二位置201时考虑其它参数。其它参数可以包括特征相关参数，特别是特征的表观尺寸、特征的对比度、以及特征的冗余和明确性。计算可以考虑所建议的第二位置201的可达性。更不用说，本领域技术人员可以组合这些和类似的参数以选择所建议的第二位置201。

计算单元30可以提供引导指令202以到达所建议的第二位置201。引导指令202可以包括绘制在地图200中的路径、示出行走方向的箭头或类似的视觉或另选方案，特别是音频、指令。计算单元30可以包括用于显示引导指令202的手持单元。

图2至图5中描绘的示例表示室外应用。本发明决不限于这些应用。可以相应地应用室内应用或混合的室内和室外应用的具体特征，特别是参考特征目录的创建、适用性得分的计算、使特征参考设计数据以及提供所建议的第二位置201。图8示出了根据本发明可以利用的一些示例性特征，包括先前放置的参考标记331、门口或窗框332、电源插座333、墙壁的角部334、建筑材料335等。

在一些实施方式中，计算单元30可以从拍摄的图像3识别环境2的类型和勘测任务。在一些实施方式中，操作者可以选择环境2的类型和勘测任务。对于一些实施方式，计算单元30被配置为接收环境的数字模型。计算单元30可以从所接收的数字模型识别环境2的类型和勘测任务。不言而喻，所述选项可彼此组合和/或具有类似的另选方案。可以关于环境2和勘测任务计算适用性得分。

尽管上面部分参考一些具体实施方式说明了本发明，但是必须理解，可以对实施方式的不同特征进行许多修改和组合。所有这些修改都在所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种大地测量勘测仪器(40)，所述大地测量勘测仪器(40)包括：

-瞄准单元(10)，所述瞄准单元(10)被配置为瞄准环境(2)中的物体并且提供被瞄准物体的瞄准数据测量，

-成像传感器(20)，其中，所述成像传感器(20)的光轴能够参考所述瞄准单元(10)的瞄准方向(21)，以及

-计算单元(30)，

其特征在于

所述大地测量勘测仪器(40)包括被配置用于提供自动执行以下操作的自动安置：

-在所述勘测仪器的第一位姿(101)下由所述成像传感器(20)获取环境(2)的图像(3)，

-基于所述图像(3)创建或更新参考特征目录(31)，并且由所述计算单元(30)针对每个参考特征计算适用性得分(32)，其中，所述适用性得分(32)表征由所述成像传感器(20)从不同位置获取的图像中的特征的可识别性和/或可测量性，

-从所述参考特征目录(31)中选择包括多个所述特征的第一组特征，多个所述特征满足关于至少通过所述计算单元(30)得到的所述适用性得分(32)并且特别是还关于所述第一组特征(1、312、313)中的所述特征的空间分布的选择标准，

-在所述勘测仪器的所述第一位姿(101)下，提供针对关于所述第一组特征(1、312、313)中的所述特征的瞄准方向(21)的第一组瞄准数据的测量数据，

-提供所述第一组瞄准数据并且将所述第一组瞄准数据中的所述瞄准方向(21)指派给所述第一组特征(1、312、313)中的相应特征，

-执行所述勘测仪器的重新定位，

-由所述计算单元(30)基于针对每个所述特征的所述适用性得分(32)从所述第一组特征中选择第二组特征，

-在所述勘测仪器的第二位姿(102)下，针对关于所述第二组特征(321、322、323)中的所述特征的瞄准方向(21)的第二组瞄准数据提供测量数据，

-提供所述第二组瞄准数据并且将所述第二组瞄准数据的瞄准方向(21)指派给所述第二组特征(321、322、323)中的相应特征，其中

ο所述第一组瞄准数据和所述第二组瞄准数据中的至少一者还包括关于相应一组特征中的所述特征距所述勘测仪器(40)的距离的数据，以及

-基于所述第一组瞄准数据和所述第二组瞄准数据确定所述第二位姿(102)相对于所述第一位姿(101)的精细位姿。

2.根据权利要求1所述的勘测仪器(40)，所述勘测仪器(40)还包括：

-基座单元(50)，

-支承单元，所述支承单元被安装在所述基座(50)上并且被配置为能够通过机动轴(51)相对于所述基座(50)旋转，以及

-第一角度传感器(53)，所述第一角度传感器(53)被配置为测量所述支承单元的旋转角度(54)，

所述瞄准单元(10)被安装在所述支承单元上并且能够绕机动倾斜轴线(61)倾斜，其中，所述勘测仪器包括被配置为测量所述瞄准单元(10)相对于所述支承单元的倾斜角度(64)的第二角度传感器(63)，并且所述瞄准单元(10)包括测距仪的距离测量射束(11)的射束出口，其中，所述测距仪的测量射束(11)限定所述瞄准方向(21)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，其中

-所述勘测仪器(40)还包括位姿跟踪单元，所述位姿跟踪单元被配置为提供对所述勘测仪器的粗略位姿数据的跟踪，

-所述自动安置功能还包括由所述位姿跟踪单元提供对所述粗略位姿数据的跟踪，

-从所述第一组特征中选择第二组特征还基于对所述粗略位姿数据的跟踪，

特别是其中，所述位姿跟踪单元包括视觉定位系统VPS，所述视觉定位系统是基于由所述成像传感器(20)提供的图像的，特别是其中，

-所述VPS被配置为提供针对由所述第一组特征包括的多个被跟踪特征的特征跟踪数据，

-特别是当一个或更多个被跟踪特征丢失时，所述勘测仪器(40)被配置为基于所述特征跟踪数据提供对安置的请求。

4.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，其中，所述成像传感器(20)被布置并且被配置为在所述瞄准单元(10)的照准单元中用于将所述瞄准方向(21)对准待测量目标，特别是其中，所述第一组瞄准数和/或所述第二组瞄准数据的至少一部分由所述成像传感器(20)提供。

5.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，其中，所述自动安置功能还包括：

-基于所述第一组特征(1、312、313)中的所述特征的适用性得分(32)得到总适用性得分，以及

-基于所述总适用性得分向所述操作者提供关于重新定位的准备情况的反馈，

特别是其中，

-基于针对所述第一组特征(1、312、313)中的每个所述特征的所述粗略位姿数据的跟踪和所述适用性得分(32)来得到跟踪总适用性得分，

-所述勘测仪器(40)被配置为基于所述跟踪总适用性得分来提供对安置的请求。

6.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，其中，所述计算单元(30)被配置为接收包括以下项中的至少一者的环境的数字模型：

-所述环境的地图(200)，

-所述环境的设计数据，以及

-所述环境(2)的先前瞄准数据测量数据，

所述计算单元(30)还被配置为：

-使所述勘测仪器的所述精细位姿和/或所述粗略位姿参考所述数字模型，并且

-使所述参考特征目录(31)中的所述特征的位置参考所述数字模型。

7.根据权利要求6所述的勘测仪器(40)，其中，所述计算单元(30)还被配置为：

-接收关于所请求的第二位置的操作者输入，

-计算在所请求的第二位置附近的所述第一组特征的所计算的可见性和/或所计算的适用性得分，

-基于所述第一组特征的所计算的可见性和/或所计算的适用性得分来计算所述勘测仪器的所建议的第二位置(201)，

-向所述操作者提供到达所建议的第二位置(201)的引导指令(202)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，其中，所述计算单元(30)被配置为基于所述图像(3)识别所述环境(2)中的平坦表面，并且基于由所述平坦表面包含的多个点瞄准数据来计算所述平坦表面的瞄准数据。

9.根据前述权利要求中任一项所述的勘测仪器(40)，所述勘测仪器(40)被配置为：

-利用所述勘测仪器的标记位姿来标记勘测数据，其中，所述标记位姿是由以下提供的：

ο所述精细位姿数据，或

ο所述粗略位姿数据，

-存储所述第一组特征、所述第一组瞄准数据、所述第二组特征和所述第二组瞄准数据，

-基于所存储的第一组瞄准数据和所存储的第二组瞄准数据来更新所述勘测仪器的所述标记位姿。

10.一种用于识别大地测量勘测仪器(40)的精细位姿的方法，所述方法包括以下步骤：

-在所述勘测仪器的第一位姿(101)下由所述勘测仪器的成像传感器(20)获取环境(2)的图像(3)，

-基于所述图像(3)创建或更新参考特征目录(31)，并且针对每个参考特征计算适用性得分(32)，

-从所述参考特征目录(31)中选择包括多个特征的第一组特征，多个所述特征满足关于至少通过计算单元(30)得到的所述适用性得分(32)并且特别是还关于所述第一组特征(1、312、313)中的所述特征的空间分布的选择标准，

-在所述勘测仪器的所述第一位姿(101)下，提供关于所述第一组特征(1、312、323)中的所述特征的瞄准方向(21)的第一组瞄准数据的测量数据，

-提供所述第一组瞄准数据并且将所述第一组瞄准数据中的所述瞄准方向(21)指派给所述第一组特征(1、312、313)中的相应特征，

-执行所述勘测仪器的重新定位，并且特别是提供对所述粗略位姿数据的跟踪，

-基于针对每个所述特征的适用性得分(32)并且特别是还基于对所述粗略位姿数据的跟踪从所述第一组特征中选择第二组特征，

-在所述勘测仪器的第二位姿(102)下，提供针对关于所述第二组特征(321、322、323)中的所述特征的瞄准方向(21)的第二组瞄准数据的测量数据，

-提供所述第二组瞄准数据并且将所述第二组瞄准数据中的所述瞄准方向(21)指派给所述第二组特征(321、322、323)中的相应特征，其中

ο所述第一组瞄准数据和所述第二组瞄准数据中的至少一者还包括关于相应一组特征中的所述特征距所述勘测仪器的距离的数据，以及

-基于所述第一组瞄准数据和所述第二组瞄准数据确定所述第二位姿(102)相对于所述第一位姿(101)的精细位姿。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一位姿(101)和所述第二位姿(102)中的至少一者是参考绝对位姿。

12.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

-在所述第二位姿(102)下获取所述环境(2)的第二图像，

-基于图像匹配来识别由所述第一组特征(1、312、313)包括的所述特征的至少一部分，并且计算针对所述第一组特征中的所述特征的第二适用性得分，

-基于所述适用性得分(32)并且还基于所述第二适用性得分从所述第一组特征(1、312、313)中选择包括多个特征的所述第二组特征。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其中，测量所述第二组瞄准数据在测量所述第一组瞄准数据之前。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述勘测仪器沿着多个位姿被重新定位，其中，所述多个位姿中的至少两个位姿是参考位姿，并且所述多个位姿中的至少一个位姿是非参考位姿，所述方法还包括：

-通过对关于所述至少两个参考位姿得到的所述第二组瞄准数据进行加权来更新所述至少一个非参考位姿的标记位姿。

15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品用于勘测系统，当由根据权利要求1至9中任一项所述的勘测仪器(40)的计算单元(30)执行时，所述计算机程序产品使得自动执行根据权利要求10至14中任一项所述的方法的步骤。