KR20130028963A

KR20130028963A - 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20130028963A
Application number: KR1020137001127A
Authority: KR
Inventors: 베른하르트 메츨러
Original assignee: 라이카 게오시스템스 아게
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2013-03-20
Also published as: EP2583058A1; CA2801510A1; KR101501594B1; AU2011267196B2; EP2397816A1; WO2011157652A1; CN102947672B; BR112012032278B1; CA2801510C; US20130094707A1; BR112012032278A2; US8798319B2; EP2583058B1; CN102947672A

Abstract

본 발명은 측정 프로세스 중 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 측량 기기의 이미징 수단을 기준 대상(2)쪽으로 지향시키고 이미지 수단의 제 1 촬영 방향을 검출하고, 제 1 촬영 방향에서 기준 대상(2)의 제 1 이미지를 촬영하고, 측량 기기의 외부 방위를 나타내는 것으로서 제 1 이미지 및 제 1 촬영 방향을 기억시키는 초기화 단계들을 포함한다. 본 발명에 따르면, 측정 프로세스의 진행된 상태(proceeded state)에서, 상기 이미징 수단을 상기 기준 대상(2)쪽으로 재지향(re-directing)시키고 상기 이미징 수단의 제 2 촬영 방향을 검출하고, 제 2 촬영 방향의 기준 대상(2)의 제 2 이미지를 촬영하고, 제 1 이미징된 위치를 이미지 처리에 의해 제 1 및 제 2 이미지 각각에서의 기준 대상(2)의 제 2 이미징된 위치와 비교하고 제 1 촬영 방향을 제 2 촬영 방향과 비교하고 제 1 및 제 2 이미징된 위치 사이의 격차(disparities) 및/또는 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 격차들에 기초하여 측량 기기의 외부 방위를 검증하는, 상기와 같은 검증 단계들이, 특히 자동 및 미리프로그램된 방식으로 실행된다.

Description

측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법{Method for verifying a surveying instrument's external orientation}

본 발명은 측량 방법 및 특히 제 1 항의 전제부에 따른 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법 및 독창적인 방법을 실행하도록 설계되는 청구항 14의 전제부에 따른 측량 기기에 관한 것이다.

토탈 스테이션과 같은 측량 기기를 설치할 때, 측량 기기의 방위를 결정할 필요가 있다. 일반적으로, 측량 기기의 방위는 북쪽 방향(heading)으로부터, 즉 - 일반적인 측지 관습에 따르면- 수평 좌표계의 x-축으로부터의 측량 기기의 정렬(각도 측정 수단의 방향성 제로)의 편차에 대응한다. 측량 기기의 방위를 결정하기 위해, 측량 기기로부터 알려진 좌표 데이터를 가지는 적어도 하나의 비교적 멀리 떨어져 있는 기준 대상까지의 각도가 측정된다. 일반적으로, 이와 같은 기준 대상의 거리는 적어도 1 km이어야 한다.

이와 같은 기준 대상들의 예들은 교회 탑 십자가(church tower cross), 산 정상 위의 십자가(정상 크로스), 높은 굴뚝 또는 먼 거리 위의 눈에 띄는 다른 구별되는 물체들이다. 이들 기준 대상들의 좌표 데이터는 일반적으로 스위스에서 공적 인가(public authority) 예컨대 "Bundesamt fur Landestopographie swisstopo"에 의해 제공된다.

측량 기기의 방위를 결정하기 위한 종래의 방법이 도 1 및 도 2에 기초하여 기재된다. 측량 기기의 방위를 결정하기 위해, 측량 기기의 방향성 제로와 좌표계의 x-축(통상 북쪽 방향에 대응) 사이의 각도가 결정된다. 즉, 측량 기기의 방위는 일반적으로 x-축(북쪽 방향)과 측량 기기의 방향성 제로 사이의 각도로서 정의된다.

만약 측량 기기(A) 및 기준 대상(B)의 셋업 포인트의 좌표 데이터가 좌표 데이터로부터 알려져 있다면, 지향된 방향 각도(r_o)가 계산될 수 있다. 방위 방향 각도는 x-축 및 측량 기기 및 기준 대상(B)의 위치를 연결하는 라인(S) 사이의 각도이다. 측량 기기를 설치한 후, 기준 대상에 대한 방향 각도(r), 즉, 측량 기기의 방향성 제로와 측량 기기 및 기준 대상(B)의 위치를 연결하는 선 사이의 각도가 측정되고 방위각(O)은 다음과 같이 결정된다:

O = r₀ - r

현장에서의 측량 기기의 사용시, 측량 기기의 외부 방위가 여러 가지 이유들 때문에, 예컨대 삼각대의 하나의 발이 평평한 땅에 박히고, 측량 기기에 대한 우연한 밀림(push) 또는 충돌(hit) 때문에 약간 변하는 일이 일어날 수 있다. 그러므로, 측량 기기의 외부 방위는 측정 임무들의 시작 후 잠시 측정 프로세스 동안, 즉 측정 프로세스의 진행된 또는 나중 상태에서 검증될 수 있다. 이와 같은 방위의 검증은 측량 기기가 변하지 않고 또한 정확히 초기에 결정된 방위에 있는 것을 보장할 수 있고, 또는 방위의 변경의 경우에, 그것의 외부 방위가 새롭게 결정되어야 하는 것을 나타낼 수 있다.

측량 기기의 방위를 검증하기 위해, 잠시 후, 측량 기기로부터 기준 대상(B)까지의 방향 각도(r₂)가 다시 결정되고 나서, 새로운 기준 각도가 처음부터 결정된 방향 각도(r_i)와 비교된다.

ΔO = 0₂ - O₁

=(r₀ - r₂) -(r₀ - r₁)

= r₁ - r₂

만약 방위(Δ0)의 변경이 미리 결정된 값을 초과하면, 측량 기기의 방위가 새로 결정되어야 한다. 거기에, 방위(Δ0)의 변경이 절대 외부 방위값들(0₂ 및 O₁)을 알지 않고 결정될 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 그러나, 최신의 방법들에 따르면, 이와 같은 검증 방법은 완전히 수동으로 실행되어야 하고, 그러므로, 성가시다. 또, 신뢰도는 조작하는 사람의 역량(skill)에 의존한다.

전형적으로, WO 2009/106144 Al는 측량 기기의 원래 결정된 방위가 현장에서의 측정 세션 동안 변경되지 않았는지를 체크하기 위한 검증 과정을 대략 기술한다(WO 2009/106144 Al의 25면 25-33행 참조):

"알려진 방향에 대한 기기의 방위는 절대 좌표계에서 위치 데이터를 측정할 때 요구될 수 있다. 이러한 과정에서, 기준 타깃이 측정 세션의 시작에서 토탈 스테이션의 각도 방위(예를 들어 교정 과정 후 얻어진)를 얻기 위해 사용되고 측정 세션을 마치기 전에 체크된다. 토탈 스테이션의 각도 방위에 관한 기준 타깃의 위치를 체크하는 것은 토탈 스테이션이 측정 세션 중 움직이지 않은 것을 보장한다."

그러나, WO 2009/106144 Al의 상기 인용 구절에 기재된 검증 방법은 또한 완전히 수동으로 실행되어야 하고, 그러므로, 성가시다. 또 이와 같은 검증의 신뢰성은 조작하는 사람의 역량에 의존한다.

현장에서의 사용자의 측정 세션 중 측량 기기의 방위의 검증에 관한 더 많은 정보가 WO 2009/106144 Al에 전혀 주어지지 않는 데, 그 이유는 실제로 WO 2009/106144의 주 기술적 사상들은 측량 기기를 교정하기 위한 방법(WO 2009/106144 Al의 많은 다른 구절들 - 12면, 7-12행 참조) 또는 사소한 사항으로서 - 기준 타깃을 검색하기 위한 방법(예컨대 WO 2009/106144 Al의 23면, 20-27행 참조)과 같은 완전히 다른 대상들을 언급하고 있고, 이들 모두는 현장에서 측정 세션 중 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법의 사정과 비교해서 완전히 다른 주제들을 형성한다.

그러므로, 측정 세션 중 측량 기기의 외부 방위를 결정 및 검증하기 위한 개선된 방법에 대한 요구가 있고, 여기서 이 방법은 조작자의 역량과 무관하게 적은 노력 및 높은 신뢰도로 행해질 수 있다.

측정 프로세스 중 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 본 발명의 방법은 측량 기기의 베이스에 관해 이미징 수단의 내부 촬영 방향을 검출하기 위한 각도 측정 수단 및 적어도 이미징 수단을 가진 측량 기기에 응용 가능하다.

거기서, 상기 방법은,

· 이미징 수단을 기준 대상쪽으로 지향시키고 이미징 수단의 제 1 촬영 방향을 검출하고,

· 제 1 촬영 방향에서 기준 대상의 제 1 이미지를 촬영하고,

· 측량 기기의 외부 방위를 나타내는 것으로서 제 1 이미지 및 제 1 촬영 방향을 기억시키는(전형적으로, 검출된 제 1 촬영 방향은 추종하기 위해 측정들에 대한 측량 기기의 외부 방위를 링크하는 페그(peg)로서 사용될 수 있다) 초기화 단계들을 포함한다.

본 발명에 따르면, 측정 프로세스의 진행된 상태(proceeded state)에서(예컨대, 특정 시간 기간 후 및 측정 임무들의 부분이 행해진 후 또는 예컨대 조작자가 측량 기기를 우연히 충돌한 후), 측량 기기의 외부 방위의 검증을 위해(즉, 만약 측량 기기가 여전히 그것의 세팅에 관해 동일한 방식으로 배향되는지를 검증하기 위해):

· 이미징 수단을 기준 대상쪽으로 재지향(re-directing)시키고 이미징 수단의 제 2 촬영 방향을 검출하고,

· 제 2 촬영 방향의 기준 대상의 제 2 이미지를 촬영하고,

· 제 1 이미지를 이미지 처리에 의해 제 1 및 제 2 이미지 각각에서의 기준 대상의 제 2 이미징된 위치와 비교하고 제 1 이미지를 제 2 촬영 방향과 비교하고 제 1 및 제 2 이미징된 위치 사이의 격차(disparities) 및/또는 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 격차들에 기초하여 측량 기기의 외부 방위를 검증하는 추가의 검증 단계들이 수행된다.

거기서, 특히, 검증은 다음과 같은 방식들/실시예들에서 수행될 수 있다:

이 방법의 제 1 실시예에 따르면, 재지향시키는 단계는 제 2 촬영 방향이 정확히 일치하도록 수행될 수 있다. 이것은 검증 프로세스를 개시한 후, 먼저 이미지 수단(특히 겨냥 수단/망원경, 여기서 이미징 수단은 통합됨)이 제 1 촬영 방향의 내부 각도로 구동된다(즉, 이미지 수단은 제 1 촬영 방향으로 정확히 재지향됨)는 것을 의미한다. 제 2 촬영 방향에서 기준 대상의 제 2 이미지를 촬영한 후, 이때 측량 기기의 외부 방위는 단지 제 1 및 제 2 이미징된 위치 사이의 격차에 기초하여 검증될 수 있다.

대안의 제 2 실시예에 따르면, 재지향시키는 단계는 제 2 촬영 방향이 제 1 촬영 방향과는 다른 방식으로 수행될 수 있다. 이때 측량 기기의 외부 방위는 제 1 및 제 2 이미징된 위치 사이의 위치들-격차 및 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 방향-격차에 기초하여 입증될 수 있다. 거기서, 위치-격차 및 방향들-격차는 서로 관계를 가져야 한다.

그러므로, 독창적인 방법의 대안의 제 2 실시예에 따르면, 초기화 단계들로 시작한 후 제 1 촬영 방향에 다시 정확하게 접근하는 것은 필요하지 않지만, 이미징 수단은 제 2 촬영 방향이 대략 제 1 촬영 방향과 일치하는 방식으로 재지향될 수 있다. 이것은 제 1 실시예에 비해 유리할 수 있는 데, 그 이유는 종종 측량 기기들의 모터장착(motorization)이 다시 충분한 정밀도로 실제로 망원경의 정확하게 미리 측정된 각도로 접근하는 것이 문제로 될 수 있기 때문이다(즉, 망원경의 정렬의 동력장치의 변경이 보통 각도 판독보다 단지 낮은 정밀도로 행해질 수 있다).

그러나, 또한 단지 제 2 촬영 방향에서 제 2 이미지를 촬영할 때 기준 대상이 또한 단지 그것의 관측 시야(커버리지) 내에 있는 방식으로 이미징 수단을 재지향시키는 것으로 충분할 수 있다. 제 1 및 제 2 이미지 각각에서 제 1 및 제 2 이미징된 위치들 사이의 차이 및 제 1 및 제 2 촬영 방향들 사이의 차이를 고려하여, 외부 방향이 변경되었는지의 여부가 입증될 수 있다. 그러므로, 제 1 및 제 2 이미징된 위치들 사이의 차이는 제 1 및 제 2 촬영 방향들 사이의 차이와 관련이 있다. 예컨대, 지향 각도차는 위치들-격차로부터 직접 유도될 수 있고, 그 지향 각도차는 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 격차와 직접 비교될 수 있다. 위치들-격차로부터 유도된 지향 각도차가 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 격차로부터 벗어나는 경우에, 측량 기기의 외부 방위가 변경되었다고 표시된다.

다른, 제 3 실시예에 따르면, 재지향시키는 단계는 제 2 이미지(제 2 촬영 방향에서 촬영한)에서의 기준 대상의 제 2 이미징된 위치가 정확히 제 1 이미지에서의 기준 대상의 제 1 이미징된 위치와 정확히 일치하는 방식으로 수행될 수 있다. 이후, 측량 기기의 외부 방위는 - 특히 단지 - 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 격차에 기초하여 입증된다.

전형적으로 그 제 3 실시예에 있어서, 재지향시키는 단계는 기준 대상의 이미징된 위치가 제 1 이미징된 위치와 완전히 일치할 때까지 촬영 방향을 연속해서 변경하고 연속적으로 촬영하여 처리함으로써 반복적으로 수행될 수 있다.

물론, 독창적인 방법은 또한 본 발명의 범위 내에 여전히 놓이는, 추가로, 그렇지만 명확하지 않게 기술되는 실시예들(예컨대 상기 실시예들의 조합들)에 따라 행해질 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 처음에 설정되고 주어진 측량 기기의 방위를 리뷰하고, 모니터링하고 체크하는 검증 방법들이 제공되고, 이 방법들은 반-자동(예컨대 조작자를 위한 안내(guidance)를 갖는) 또는 심지어 완전-자동식으로 행해질 수 있다.

측량 기기는 특히 동력장치(motorization)를 갖는 세오돌라이트 또는 토탈 스테이션으로서 조립될 수 있고 인간-기계-인터페이스로서의 조작 수단 및 상기 독창적인 방법들의 검증 단계들 및 초기화를 실행할 수 있도록 저장된 프로그램 코드를 가지는 데이터 처리 유닛과 같은 제어기를 더 포함한다.

특히, 이미징 수단은 30-웨이 줌(way zoom)을 갖는 줌 렌즈를 가지는 겨냥 망원경에 통합될 수 있다. 거기서, 겨냥 망원경의 렌즈는 겨냥축을 정의할 수 있고, 여기서 촬영 방향은 겨냥축과 동축 또는 적어도 실질적으로 동축이다. 이미징 수단은 예컨대 렌즈 뒤에서- 망원경의 광경로에 - 또한 배치되는 온-축 카메라일 수 있다. 특히, 이미징 수단은 겨냥 망원경 및 겨냥축의 옵틱스(optics)에 대해 교정되어야 한다.

만약 측량 기기에, 예컨대 겨냥-망원경에 통합될 수 있는 이미징 수단의 정력 및 관측 방향을 변경하기 위한 동력화 수단이 제공되었는지의 여부에 의존하여, 정확히 제 1 촬영 방향으로 이미징 수단을 재지향시키는 단계는 완전-자동으로 실행될 수 있고 또는 예컨대 정확히 제 1 촬영 방향으로 이미징 수단을 재지향시키는 것을 돕기 위해 조작자를 안내하여 실행될 수 있다(독창적인 방법의 제 1의 기재된 실시예를 참조하라).

독창적인 방법의 대안의 제 2 실시예에 관해, 이미징 수단을 기준 대상으로 재지향시키고 이미징 수단의 제 2 촬영 방향을 검출하는 단계는 또한 완전-자동으로으로 실행될 수 있고 또는 이미징 수단을 기준 대상으로 재지향시키는 것을 돕고 이미징 수단의 제 2 촬영 방향의 검출을 트리거링하기 위한 사용자 명령을 대기하도록 조작자를 안내하여 실행될 수 있다. 독창적인 방법의 제 3의 특별한 실시예는 바람직하게는 완전-자동으로 그리고 - 기재한 것과 같이 - 반복식으로 수행될 수 있다.

일반적으로, 측량 기기의 각도 측정 수단은 이미징 수단의 내부 촬영 방향으로서 수평 각도 및 특히 추가적으로 수직 각도를 검출하기 위해 설계될 수 있다. 그렇게 한다면, 제 1 이미징된 위치와 비교하는 단계는, 제 1 및 제 2 이미지 각각에서의 제 1 및 제 2 이미징된 위치들 사이의 수평 화소 오프셋 - 및 특히 추가적으로 수직 화소 오프셋 - 을 결정하여 더 상세하게 수행될 수 있고, 측량 기기의 수평 외부 방위 - 및 특히 추가적으로 그것의 경사(수직 정렬)는 - 수평 화소 오프셋 - 및 특히 또한 수직 화소 오프셋에 기초하여 검증될 수 있다.

게다가, 독창적인 방법을 실행하는 방법에 의존하여, 또한 디스오리엔테이션의 양이 계산되고 결정될 수 있고, 디스오리엔테이션의 양은 특히 수평 및/또는 수직 변위각들이다. 예컨대, 검증하는 방법의 제 1 실시예에 관하여, 디스오리엔테이션의 양(측량 기기들 외부 방위가 측정들 중, 즉 초기화 프로세스와 검증 프로세스 사이에서 변경되는, 예컨대 수평 오프셋 각도)은 제 1 및 제 2 이미지(나중에 더 상세히 기재됨, 도 6 참조) 각각에서의 제 1 및 제 2 이미징된 위치 사이의 화소 오프셋으로부터 직접 유도될 수 있다. 제 2 실시예에 관하여, 화소 오프셋은 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 오프셋과 관계 지워져야 한다. 예컨대, 화소 오프셋은 먼저 각도 오프셋으로 변환될 수 있다. 이후, 방위의 변화량은 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 각도 오프셋 및 오프셋간의 차로서 직접 생길 수 있다. 적어도 독창적인 방법의 제 1 및 제 2 실시예에 관하여, 카메라는 제 1 및 제 2 이미지 각각에서의 이미징된 위치들 사이의 화소 오프셋을 각도 오프셋으로 직접 변환/컨버팅하기 위해 잘 교정되어야 한다(즉, 카메라 상수가 알려져야 한다).

제 3 실시예에 관해, 제 2 이미징된 위치(검증 이미지에서)가 제 1 이미징된 위치(초기화 이미지에서)와 정확히 동일하도록, 이미징 수단은 - 검증과 관련하여 - 재지향된다. 그러므로, 방위(초기화 프로세스와 검증 프로세스 사이에서 적절히 발생되는)의 변화량은 제 1 및 제 2 촬영 방향 사이의 각도 차로서 직접 생길 수 있다.

일반적으로, 얻어진 디스오리엔테이션의 양은 현재의 측량 기기의 외부 방위의 값을 보정하기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 결정된 수평 변위각 - 디스오리엔테이션의 양으로서의 - 은 상기 수평 변위각을 일차적으로 설정된 방위에 부가하여 측량 기기의 현재 방위를 보정하는 데 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 변경된 방위는 장래의 측정 결과들을 위해 자동으로 고려될 수 있고, 사용자가 측량 기기의 변경된 방위를 제거(clear)하기 위한 다른 조치들을 취할 필요는 없다.

선택적으로, 또한 경고 신호는 만약 디스오리엔테이션의 양이 프리셋 값을 넘으면 발하여 질 수 있다. 이러한 경우에, 사용자는 방위가 허용 가능한 범위를 넘어 변경되었다는 정보를 얻는다. 따라서, 상황에 의존하여, 사용자는 측량 기기에 대해 새로운 방위를 수행할 수 있고, 또는 그는 잘못된 방위를 보정하기 위한 다른 조치들을 고려할 수 있다. 발하여진 신호는 광신호, 가청 신호, 진동 신호 또는 사용자의 관심을 끄는 데 적합한 임의의 다른 신호일 수 있다.

전형적으로 더 상세히, 제 1 이미징된 위치를 제 2 이미징된 위치와 비교하는 단계를 참조하여, 상기 단계가 에지 추출 방법에 의해 행해질 수 있다. 여기서, 특히 정상 크로스 또는 교회 탑 십자가의 수직 바와 같은 수직 에지가 2개의 이미지들 사이에서 각각 정확히 결정되고, 이후 2개의 이미지들에서의 에지들 사이의 거리가 변위의 계산을 위한 기초로서 사용된다.

대안으로, 제 1 및 제 2 이미지 각각에서 제 1 이미징된 위치를 제 2 이미징된 위치와 비교하는 상기 단계는 또한 템플릿 정합에 의해 행해질 수 있다. 그러므로, 제 1 이미지에서의 기준 대상 주위의 미리 정해진 영역은 예컨대 템플릿으로서 정의될 수 있다. 이후 템플릿은 제 2 이미지 내의 기준 대상과 대응하도록 제 2 이미지에서 정합될 수 있고, 제 1 및 제 2 이미지에서의 템플릿의 위치 사이의 템플릿의 변위가 결정될 수 있고, 상기 변위는 측량 기기의 디스오리엔테이션의 양을 나타낸다.

일반적으로, 측량 기기는 겨냥축을 정의하고 이미징 수단을 통합하는 망원경을 포함하고, 십자선들이 겨냥축을 나타내는 이미지에서 중첩된다. 그 경우에, 템플릿 정합 과정에 대한 상세한 예로서, 미리 정해진 영역이 템플릿으로서 제 1 이미지에서의 십자선들 주위에 정의될 수 있고 제 1 이미지에서 겨냥축을 나타내는 십자선들의 중심은 템플릿의 기준점으로서 설정될 수 있다. 이후, 템플릿은 제 2 이미지 내에서 정합될 수 있고,

· 제 2 이미지에서의 십자선들의 중심의 위치 및

· 제 2 이미지에서의 정합된 템플릿의 기준점의 위치 사이에서의

화소 오프셋은 측량 기기의 디스오리엔테이션을 나타내도록 결정될 수 있다.

거기에, 일반적으로, 십자선들은 이미지(즉 이미지 위로의 오버레이/중첩)에서 디스플레이되어야 하는 것은 아니며, 겨냥축이 이미지에서 묘사될 수 있는 위치는 어쨌든 알려질 수 있다. 그 경우에, 예컨대, 겨냥은 망선(reticule)을 갖는 눈(ocular)에 의해 행해질 수 있고, 방위(본 발명에 따르면)의 검증은 겨냥 지점이 묘사되는 알려진 위치를 이용하여, 카메라에 의해 별도로 행해질 수 있다. 그러므로, 겨냥 지점이 묘사되는 위치와 기준 대상이 제 2 이미지에 이미징되는 위치 사이의 화소 오프셋이 결정될 수 있고 그로부터 각도-오프셋이 유도될 수 있다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 초기화 및 검증 절차들과 관련하여 단지 하나의 이미지를 촬영하고 저장하는 대신에, 또한 일련의 이미지들이 수집될 수 있고(즉, 수개의 이미지들이 단시간에 연속해서 캡쳐되고), 각각의 시리즈들의 이미지들의 시놉시스(synopsis)가 제 1 및 제 2 이미지 각각에서 일어날 수 있다.

다른 말로, 제 1 및 제 2 이미지를 촬영하는 단계들은 짧은 미리 정해진 시간 기간(예컨대 바로 연속하는 약 5-20 이미지들)에 제 2의 일련의 이미지들로서 제 2 촬영 방향에서 수개의 이미지들을 각각 연속해서 캡쳐링하는 기준 대상의 제 1의 일련의 이미지들로서 제 1 촬영 방향에서 수개의 이미지들을 연속해서 캡쳐링하는 단계 및 제 1 및 제 2 이미지 각각으로부터 유도 가능한 정보를 발생하기 위해 제 1의 일련의 이미지들 및 제 2의 일련의 이미지들 각각의 이미지들로부터 유도 가능한 정보를 평균화하는 단계를 포함할 수 있다.

특히, 제 1의 일련의 이미지들의 각각의 개개의 이미지에서의 기준 대상의 위치들이 평균화되고 제 2의 일련의 이미지들의 각각의 개개의 이미지에서의 기준 대상의 위치들이 평균화되고 평균화된 위치들이 제 1 및 제 2 이미징된 위치로서 취해진다.

그러므로, 예를 들어, 특히 공기 플리커링(air flickering)의 경우에, 연속해서 캡쳐링된 일련의 이미지들 각각에서의 기준 대상의 이미징된 위치들의 평균으로부터 유도된 배향-방향(orienting-direction)이 단지 하나의 단일 캡쳐된 이미지를 처리하는 경우와 비교되는 기준 대상에 대한 "실제(real)" 배향-방향의 더 정밀한 표시를 제공할 수 있다.

그러므로, 상기 방식에 본 발명에 따른 방법에 적용하는 것은 더운 날에 발생하는 연무(haze) 또는 공기 플리커링과 같은 불량한 시계 조건들(poor visibility conditions)을 배제할 수 있다.

특히 초기화 단계들과 관련하여, 측량 기기의 방위 및 선택적으로 또한 그것의 위치는 수개의 알려진 기준 대상들을 통해 측량 기기를 참조하여 절대 좌표계에서 결정될 수 있고, 기준 대상들의 위치들은 절대 좌표계에서 미리 알려지고 기준 대상들까지의 상대 방향들 및/또는 거리들이 측정된다. 대안으로, 측량 기기의 위치가 또한 예컨대 만약 알려진 지리 참조 지점 표식(georeferenced point mark)을 설정하며, 지도로부터 취해질 수 있다.

특히, 독창적인 방법들의 상기 단계들 각각은 적어도 2개 이상의 기준 대상들로 반복되면, 방위 외에, 측량 기기의 위치가 특정 시간 기간 후 교차 지점 스텝(intersection step)에 의해 또는 후방 교회법(resection step)에 의해 검증될 수 있다. 따라서, 방위 외에도, 측량 기기의 위치가 비슷하게 검증될 수 있고, 측량 기기의 위치의 변경이 결정되고 만약 이러한 위치가 변경되지 않은 채로 있다면 통지된다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 리마인더 신호는 측량 기기의 외부 방위의 초기 결정 및 최종 방위 검증이 행해지고 나서 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후 발행될 수 있고, 검증 단계들은 사용자로부터의 수동 명령 시 또는 추가의 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후 자동으로 실행될 수 있다.

또, 검증 단계들은 미리 결정된 시간 구간들에서 측정 프로세스 동안 반복될 수 있고, 특히 검증 단계들은 미리 결정된 시간 구간들에서 반복식으로 자동으로 행해진다.

그 경우에, 각각의 검증 단계들의 완료와 관련하여, 디스오리엔테이션의 양이 결정될 수 있고 시간의 방위-함수는 특히 회귀 분석, 특히 선형 회귀에 의해 디스오리엔테이션의 양들로부터 유도될 수 있고, 측량 기기의 외부 방위는 시간에 대해 표시된다. 그러므로, 측정 프로세스와 관련하여 수집된 측정 결과들은 방위-함수에 따라, 즉 그것의 각각의 수집 시점들 및 상기 유도된 방위-함수에 의존하여 보정될 수 있다.

본 발명의 방법은 유리하게는 사용자가, 측량 기기를 작동하는 동안 측량 기기의 방위가 변경되면 실현하는 것을 가능하게 한다. 자동으로, 즉 미리 정해진 기간이 경과된 후 검증을 수행하는 것이 가능하고, 또는 대안으로, 그것은 수동 명령 시 수행될 수 있다. 후자는 방위가 변경되었다는 것을 사용자가 알아차린 경우에, 예컨대 만약 측량 기기가 충격을 받으면, 주어질 수 있다.

특히, 본 발명의 방법은 측량 기기의 위치를 미리 결정할 필요 없이 측량 기기의 방위를 검증할 수 있다. 이 후자의 경우는, 만약 전역 좌표계로 구현되지 않는 로컬 좌표계가 사용되면, 수행된다. 여기서, 어떤 중요한 지점이 기준 대상으로서 이용될 수 있다. 그러므로, 방위값은 반드시 본 발명에 따른 검증 방법을 실행하고 이용하기 위해 처음에 결정되어야 할 필요는 없다는 것이 주목되어야 한다. 오히려, 본 발명의 기본적인 요점은 잠재적으로 측정들 중 일어날 수 있는 측량 스테이션의 셋업시의 방위의 변경이 적어도 등록(및 특히 또한 그것의 변위 값이 결정)될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

요약하면, 본 발명에 따르면, 수평 변위각은 2개의 이미지들에서 미리 결정된 기준점의 수평 이미지 좌표 데이터차에 기초하여 결정될 수 있다. 거기에, 제 1 실시예에 따르면, 검증 단계들과 관련하여 측량 기기로부터 기준 대상까지 수평 각도를 다시 측정하는 것을 필요로 하지 않고, 단지 저장된, 제 1의 겨냥 방향에 정확히 접근하여 제 2 이미지를 촬영하는 것으로 충분하다.

게다가, 2개의 이미지들에서 미리 결정된 기준점의 위치의 수직 이미지 좌표 데이터차에 기초하여 수직 변위각을 추가적으로 계산하는 것이 가능하다. 수평 및/또는 수직 변위 외에, 수직 변위각을 계산하는 것으로부터, 측량 기기의 경사의 변경이 결정될 수 있다.

위에서 설명한 것과 같이, 수평 및/또는 수직 변위를 검증하기 위해, 제 1 이미지의 십자선들 주위에 정의된 영역, 예를 들어 제 1 이미지의 이미지 섹션이 템플릿으로서 정의될 수 있다. 이후, 기준점이 템플릿에 정의될 수 있고 제 2 이미지에서, 수평 및/또는 수직 변위가 제 1 이미지에 정의되었던 기준점으로부터 제 2 이미지의 십자선들 위치까지 거리로서 결정될 수 있다. 이러한 경우에, 기준점의 이미지 좌표 데이터가 제 2 이미지에 결정될 수 있고, 수평 및/또는 수직 변위가 이미지 좌표 데이터로부터 결정될 수 있다.

이미 또한 위에서 언급한 것과 같이, 상기 방법은 미리 정해진 구간들에서 반복식으로 행해질 수 있다. 이것은 측량 기기의 방위의 주파수 검증을 보장하고 사용자가 방위를 수동으로 검증하는 것을 잊을 위험을 감소시킨다. 대안으로, 또는 추가적으로, 검증의 수동 작동은 사용자에 의해 언제든 가능하다.

게다가, 리마인더 신호는 방위 초기 결정 또는 최종 방위 검증 이래로 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후 발하여질 수 있다. 이후, 측량 기기의 방위를 검증하기 위한 방법이 사용자로부터의 수동 명령 시 실행될 수 있고, 또는 미리 정해진 시간이 경과된 후 자동으로 실행될 수 있다. 따라서, 사용자는 그의 현재의 측량 임무을 중단하지 않고, 방위 검증이 수행되는 것을 배운다. 그러나, 사용자가 방위 검증을 수동으로 초기화하는 것을 잊으면, 방위 검증이 자동으로 시작될 수 있다. 자동으로 시작된 방위 검증은 시작을 나타내는 다른 경고 신호가 발하여진 직후 또는 약간의 지연을 가지고 시작할 수 있다.

또한, 요약하면, 본 발명에 따른 측량 기기는 이미징 수단(이미지 캡쳐링 수단, 예컨대 카메라로도 불리는), 이미지 캡쳐링 수단을 이동시키기 위한 회전 수단, 수평 각도 측정 수단, 수직 각도 측정 수단, 제어기, 및 측량 기기를 수동으로 조작하기 위한 조작 수단을 포함한다. 제어기는 상이한 시간들에서 촬영된 기준 대상의 2개의 이미지들 사이의 변위 및 메모리에 저장되어 있는 적어도 하나로부터 수평 변위각 및/또는 수직 변위각을 계산하고, 따라서, 제 1 시간의 측량 기기의 방위가 제 1 시간의 방위에 대응하는지를 검증하도록 개조된다.

이 기술 수준에서 알려져 있는 바와 같이, 측량 기기는 또한 원격 방식으로 예컨대 측량 기기 본체에 무선 링크(radio link)로 휴대형 데이터 이력 기록기(handheld data logger)에 의해 제어될 수 있다(따라서 데이터 이력 기록기는 원격 제어기로서 작용하고 예컨대 동일한 디스플레이, 및 기기 본체에 직접 부착되는 제어-유닛에 의해 제공되는 제어 기능들을 제공한다). 그러나, 대안으로, 측량 기기는 또한 예컨대 랩톱(laptop), PC, PDA 또는 적절한 데이터 링크 수단(예컨대 또한 인터넷을 통해)을 갖는 스마트 폰에 의해 원격으로 제어될 수 있다.

게다가, 본 발명은 또한 기계 판독 가능 매체 위에 저장되어 있는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이고, 이 프로그램 코드는, 특히 만약 프로그램이 측량 기기의 제어 유닛 위에서 실행되면, 위에 설명한 바와 같이 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 독창적인 방법을 자동으로 실행되고 작동되도록 구성된다.

본 발명의 전형적인 실시예들이 첨부된 도면들에 기초하여 기재될 것이다.

도 1 및 도 2는 측량 기기의 방위의 결정을 대략 설명하는 도면들.
도 3a는 본 발명의 실시예를 수행하는 동안 캡쳐된 제 1 이미지의 도해도.
도 3b는 본 발명의 실시예를 수행하는 동안 캡쳐된 대응하는 제 2 이미지의 도해도.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예를 수행하는 동안 캡쳐된 제 1 이미지의 도해도.
도 4b는 도 4a의 상세도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예를 수행하는 동안 캡쳐된 대응하는 제 2 이미지의 도해도.
도 6은 원칙적으로 이미지에서의 화소 오프셋이 방향 및/각도 오프셋으로 어떻게 변환될 수 있는지를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 전형적인 실시예들이 도 3 내지 도 5에 기초하여 기술된다.

도 3a는, 토탈 스테이션이 미리 정해진 각도, 예를 들어 100.000 Gon(1 Gon은 완전한 원(full circle)의 1/400에 대응한다. 따라서, 100.000 Gon은 직각에 대응한다.)로 지향된 때, 본 발명에 따른 측량 기기인 토탈 스테이션 위에 장착된 카메라에 의해 캡쳐된 제 1 이미지의 개략 도해도이다.

캡쳐된 이미지는 본 발명에 따른 참조 물체인 정상 크로스(2)를 나타낸다. 이미지는 측정된 방향각과 함께 토탈 스테이션에 제공되는 메모리에 저장된다. 이러한 목적을 위해, 토탈 스테이션의 카메라의 십자선들(1)은 정상 크로스(2) 위에 겨냥되고, 즉 십자선들(1)은 정상 크로스(2)의 수직 바의 기점(base point)에 정확히 겨냥된다.

게다가, 측량 기기의 전역 위치(global postion)가 또한 미리 결정되는 독창적인 방법의 특별한 실시예에 따르면, 동시에 토탈 스테이션의 방위가 결정되고, 즉 전역 좌표계(global coordinate system)의 북쪽 방향(x-축)과 측량 기기의 방향성 제로(direction zero) 사이의 각도가 정상 크로스(2)의 알려진 좌표들과 토탈 스테이션의 미리 결정된 좌표들을 이용하여 결정된다.

토탈 스테이션의 좌표들을 결정하기 위해, 다양한 가능성들이 알려져 있다. 예를 들어, 위치는 토탈 스테이션을 좌표들이 알려져 있는 미리 측량된 지점 위에 배치하고, 지도 등으로부터의 좌표들을 취하는, 후방 교회법(resection) 또는 교차 지점(intersection)과 같은 측량 방법들을 이용하여 좌표들을 결정하여 결정될 수 있다. 그러나, 방위값은 본 발명에 따른 검증 방법(verification method)을 위해 초기에 반드시 결정되어야 하는 것이 아님을 주목해야 한다. 오히려, 본 발명의 기준점(basic point)은 측량 스테이션의 셋업에서의 방위의 변경이 측정 중 발생하는, 방법에 대해 제공하는 것이다.

측량 기기의 방위가 초기에 결정되고 또는 현장에서 또는 거리 위에의 측량 기기의 셋업에 따라 바로 주어진 후, 사용자는 측량 임무들을 수행하기 시작한다. 그런 다음, 미리 정해진 시간 기간이 지난 후, 토탈 스테이션이 설치되는 제어기는 자동으로 토탈 스테이션이 미리 측정된 수평각(예를 들어 100.000 Gon)으로 지향되게 하고 도 3b에 개략적으로 나타낸 제 2 이미지를 촬영하고 토탈 스테이션의 방위를 검증하게 한다.

대안으로, 동일한 프로세스가 사용자에 의한 수동 명령 시 개시될 수 있다. 이것은 현재의 측량 임무의 정지를 회피하는 데 특히 유용하다. 특히, 제어기가 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후, 신호를 주고, 신호 시 사용자는 현재의 측량 임무를 종료한 다음 방위의 자동 검증을 수동으로 개시하는 것이 바람직하다. 사용자가 방위의 자동 검증을 개시시키는 것을 잊어 버리면, 제어기는 다른 리마인더 신호(another reminder signal)를 제시할 수 있고, 또는 심지어 다른 적절한 시간 기간이 경과된 후 방위를 자동으로 검증하는 것을 시작할 수 있다.

도 3b로부터 알 수 있는 것과 같이, 십자선들(1)은 더 이상 정상 크로스(2)로 겨냥되지 않고 약간 변위된다. 따라서, 토탈 스테이션의 방위는 명백히 변경되었다. 방위의 변경, 즉 수평 변위, 또는 수직 변위 및 경사의 변경은 이미지에서의 기준점 변위에 기초하여 계산될 수 있다.

현재의 바람직한 실시예에 따르면, 토탈 스테이션의 변위, 따라서, 방위의 변경을 정확히 검증하기 위해, 템플릿 정합법(templet matching method)이 적용된다. 이와 같은 템플릿 정합법은 도 4a, 4b 및 5에 기초하여 기재될 것이다.

도 4a에 있어서, 십자선들(1)은 정상 크로스의 기점(6) 위를 겨냥한다. 기점(6)은 기준점(reference point)에 대응한다. 도 4a로부터 알 수 있는 것과 같이, 도 4a의 십자선들을 둘러싸고 있는 영역에 대응하는 이미지 섹션(5)은 템플릿(5)으로서 정의된다. 이러한 템플릿(5)은, 토탈 스테이션의 방위가 처음으로 결정된 때, 정의된다. 게다가, 템플릿(5)은 토탈 스테이션에 제공되는 메모리에 저장된다.

도 4b는 템플릿(5)의 정확한 상세들을 나타낸다. 참조 부호(6)는 기준점에 대응하고, 이 기준점은 제 1 이미지에서의 십자선들(1)의 위치이고 또한 메모리에 저장되어 있다.

방위는 미리 정해진 시간 후 자동으로, 또는, 대안으로, 방위 검증을 수행하기 위한 리마인더 신호가 발하여진 후 사용자로부터의 명령 시 수동으로 검증될 수 있다. 이후, 본 발명에 따른 회전 수단에 대응하는 모터에 의해 구동되어, 토탈 스테이션 자신은 방위가 결정되고 템플릿(5)이 정의된 때 취해지는 방향으로 지향된다. 즉, 토탈 스테이션은 방위가 결정된 때 전과 동일한 각도를 갖는다. 도 3a 및 3b를 참조하여 언급한 예에 있어서, 각도는 100.000 Gon였다. 이후, 도 5에 나타낸 제 2 이미지가 촬영되고 도 5에 있어서 템플릿(5) 및 기준점(6)에 대응하는 이미지 섹션이 결정된다. 게다가, 도 5의 이미지에 있어서, 기준점(6)의 이미지 좌표 데이터가 결정된다.

이후, 기준점(6)의 이미지 좌표 데이터에 기초하여, 수평 변위, 수직 변위 및, 더욱이, 초기 방위와 비교되는 토탈 스테이션의 가능하게 발생되는 경사가 결정될 수 있다. 게다가, 만약 변위가 사용자에 의해 설정될 수 있는 미리 결정된 값을 초과하면, 경보 신호가 발하여지고 사용자는 대응책들을 취할 수 있다.

가능한 대응책으로서, 예를 들어 변위각이 원래의 방위각에 부가될 수 있다. 이후, 대응하는 업데이트된 방위각이 다음의 측량 임무들을 위해 사용될 수 있다. 다른 가능성은 방위를 새롭게 결정하고 새로운 방위에 의해 측량 작업(surveying work)을 계속하거나, 또는 측량 기기를 다시 초기 방위로 되돌리는 것이다.

상기 실시예에서 템플릿 정합이 변위를 결정하기 위한 방법으로서 기재되었지만, 임의의 다른 적합한 이미지 분석 방법들이 적용될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 도 3a 및 3b의 정상 크로스(2)의 수직 에지를 추출하고 이러한 에지 추출(edge extraction)에 기초하여 변위를 결정하는 것이 가능하다. 이것은 특히 단지 수평 방위 변위를 결정하는 것으로 충분한 경우에 응용 가능하다.

또, 상기 실시예는 토탈 스테이션의 좌표 데이터가 알려져 있는 경우에 대해 기술되었지만, 토탈 스테이션의 위치의 좌표 데이터의 지식은 본 발명을 실행하는 데 반드시 필요한 것은 아니라는 것이 주목된다. 즉, 사용자에 의해 선택된 로컬 좌표계에서 작업할 때, 어떤 임의로 선택된 대상(any arbitrarily chosen object)은 기준 대상으로서 기능할 수 있고, 그것의 좌표 데이터는 본 발명을 수행하는 데 반드시 알려져 있을 필요는 없다. 또, 본 발명의 기준점은 측량 스테이션의 셋업에서의 방위의 변경이 측정 중 일어나는 방법에 제공하는 것이다. 그러므로, 외부 방위에 대한 값(영 방향)은 반드시 본 발명에 따른 검증 방법을 위해 초기에 결정되어야 하는 것은 아니다.

도 6은 원칙적으로 이미지(카메라 센서(IP)로 촬영된)에서의 화소 오프셋(H로부터의 T')이 어떻게 방향 및/각도 오프셋(α)으로 변환될 수 있는지를 나타낸다(타깃까지의 거리 및 측량 기기의 정확한 절대 위치의 지식 없이). 거기서, 측량 기기의 겨냥 장치(aiming device)(예컨대 망원경)의 렌즈들은 위치(P)에 있을 수 있고 겨냥축(PA)(겨냥축(PA)은 - 도시된 경우에 - 온-축(on-axis) 카메라 센서(IP)의 촬영 방향과 일치함)을 정의할 수 있다. 겨냥축은 위치(H)에서 센서(IP) 위에 투영될 수 있다. 만약 카메라가 교정되면(즉, 만약 그것의 카메라 상수가 알려져 있으면), 이미지에서의 위치(H)로부터의 위치(T")의 오프셋(여기서 타깃 지점은 센서(IP) 위에 투영됨)은 - 삼각측량을 이용하여 - 겨냥축(PA)과 렌즈(P)로부터 타깃 지점(P)으로 주어지는 방향 사이의 방향 오프셋으로, 이후 변위각(α)에 대응하는 방향 오프셋으로 직접 변환(또는 컨버트)될 수 있다.

본 발명은 현재 바람직한 그것의 실시예들에 기초하여 기술되었지만, 본 발명은 많은 다른 방법들로 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 기재된 실시예들은 첨부된 청구항들의 범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위에 대한 제한으로서 고려되지 않는다는 것이 용이하게 이해될 것이다. 예컨대, 수평 방위의 검증은 수평 화소 오프셋에 기초하여 수행될 수 있고, 길이방향 틸트(수직 정렬)의 검증은 수직 화소 오프셋에 기초하여 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제 1 이미지에 대해 제 2 이미지에서의 템플릿의 회전 각도에 기초하여 측량 기기의 횡방향 틸트를 검증하는 것이 또한 가능하다. 그러므로, 측량 기기의 셋업의 롤링 각도(횡방향 틸트)의 변경이 또한 본 발명에 따라 등록되고 보상된다. 그러므로, 제 1 및 제 2 이미지들에서의 기준 대상의 이미징된 위치들이 비교될 수 있을 뿐만 아니라, 제 1 이미지 및 제 2 이미지에서의 이미징된 기준 대상(또는 이미징된 기준 대상과 정합되는 템플릿의)의 회전 각도가 각각 비교될 수 있다.

Claims

측정 프로세스 중 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 방법으로서, 상기 측량 기기에는 적어도 이미징 수단 및 상기 측량 기기의 베이스에 대해 상기 이미징 수단의 내부 촬영 방향을 검출하기 위한 각도 측정 수단이 제공되고, 상기 방법은,
· 상기 이미징 수단을 기준 대상(2)쪽으로 지향시키고 상기 이미징 수단의 제 1 촬영 방향을 검출하고,
· 상기 제 1 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 1 이미지를 촬영하고,
· 상기 측량 기기의 외부 방위를 나타내는 것으로서 상기 제 1 이미지 및 상기 제 1 촬영 방향을 기억시키는,
초기화 단계들을 포함하고, 상기 측정 프로세스의 진행된 상태(proceeded state)에서,
· 상기 이미징 수단을 상기 기준 대상(2)쪽으로 재지향(re-directing)시키고 상기 이미징 수단의 제 2 촬영 방향을 검출하고,
· 상기 제 2 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 2 이미지를 촬영하고,
· 제 1 이미징된 위치를 이미지 처리에 의해 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지 각각에서의 상기 기준 대상(2)의 제 2 이미징된 위치와 비교하고 상기 제 1 촬영 위치를 상기 제 2 촬영 방향과 비교하고 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 격차(disparities) 및/또는 상기 제 1 및 상기 제 2 촬영 방향 사이의 격차들에 기초하여 상기 측량 기기의 외부 방위를 검증하는,
추가의 검증 단계들을 포함하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항에 있어서,
· 상기 재지향시키는 단계는 상기 제 2 촬영 방향이 상기 제 1 촬영 방향과 정확하게 일치하는 방식으로 수행되고,
· 상기 측량 기기의 외부 방위는 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 격차에 기초하여 검증되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항에 있어서,
· 상기 재지향시키는 단계는 상기 제 2 촬영 방향이 상기 제 1 촬영 방향과 상이한 방식으로 수행되고,
· 상기 측량 기기의 외부 방위는 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 격차에 기초하여 그리고 상기 제 1 및 상기 제 2 촬영 방향 사이의 격차에 기초하여 검증되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항에 있어서,
· 상기 재지향시키는 단계는 상기 제 2 촬영 방향에서 촬영한 상기 제 2 이미지에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 제 2 이미징된 위치가 상기 제 1 이미지에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 제 1 이미징된 위치와 정확히 일치하는 방식으로 수행되고,
· 상기 측량 기기의 외부 방위는 상기 제 1 및 상기 제 2 촬영 방향 사이의 격차에 기초하여 검증되고,
· 특히 상기 재지향시키는 단계는 상기 기준 대상(2)의 상기 이미징된 위치가 상기 제 1 이미징된 위치와 완전히 일치할 때까지 상기 촬영 방향을 연속해서 변경하고 이미지들을 연속적으로 촬영하고 처리함으로써 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
· 상기 각도 측정 수단은 수평 각도 - 및 특히 추가적으로 수직 각도 - 를 상기 이미징 수단의 내부 촬영 방향으로서 검출하도록 설계되고,
· 상기 제 1 이미지를 상기 제 2 이미징된 위치와 비교하는 단계는 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 수평 화소 오프셋 - 및 특히 추가적으로 수직 화소 오프셋을 결정하는 단계를 포함하고,
· 상기 측량 기기의 수평 - 및 특히 추가적으로 수직 - 외부 방위는 상기 수평 화소 오프셋 - 및 특히 또한 상기 수직 화소 오프셋에 기초하여 검증되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
· 상기 측량 기기의 외부 방위를 검증하는 단계는 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 상기 격차 및/또는 상기 제 1 및 상기 제 2 촬영 방향 사이의 격차에 각각 기초하여 상기 측량 기기의 디스오리엔테이션의 양을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 디스오리엔테이션들의 양은 특히 수평 및/또는 수직 변위각들이고,
· 특히 상기 디스오리엔테이션의 양은 상기 현재의 측량 기기의 외부 방위의 값을 보정하기 위해 사용되고 및/또는 경고 신호는 만약 상기 디스오리엔테이션의 양이 프리셋 값을 넘으면 발하여지는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
· 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지를 촬영하는 단계들은 상기 제 1 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 1의 일련의 이미지들을 각각 캡쳐링하는 단계, 상기 제 2 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 2의 일련의 이미지들을 캡쳐링하는 단계, 및 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지 각각으로부터 유도 가능한 정보를 대신하도록 상기 제 1의 일련의 이미지들 및 상기 제 2의 일련의 이미지들 각각으로부터 유도 가능한 정보를 평균화하는 단계를 포함하고,
· 특히 상기 제 1의 일련의 이미지들의 각각 개개의 이미지에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 위치들은 평균화되고 상기 제 2의 일련의 이미지들의 각각 개개의 이미지에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 위치들은 평균화되고 상기 평균화된 위치들은 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치로서 각각 취해지는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 이미징된 위치를 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지 각각에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 제 2 이미징된 위치와 비교하는 단계는 템플릿 정합(template matching)에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 8 항에 있어서,
· 상기 제 1 이미지에서의 상기 기준 대상(2) 주위의 미리 정해진 영역은 템플릿(5)으로서 정의되고,
· 상기 템플릿(5)은 상기 제 2 이미지 내의 상기 기준 대상(2)과 정합되고,
· 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지에서의 템플릿(5)의 위치 사이의 상기 템플릿(5)의 변위가 결정되고, 특히 상기 측량 기기의 디스오리엔테이션의 양은 상기 템플릿(5)의 상기 변위로부터 유도되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 9 항에 있어서,
· 상기 측량 기기는 겨냥축(aiming-axis)을 정의하고 통합된 상기 이미징 수단을 통합한 망원경을 포함하고, 십자선들(1)은 상기 이미지에서 상기 겨냥축을 나타내도록 중첩 가능하고,
· 상기 미리 정해진 영역은 상기 템플릿(5)으로서 상기 제 1 이미지에서 상기 십자선들(1) 주위에 정의되고 상기 제 1 이미지에서 상기 겨냥축을 나타내는 상기 십자선들(10)의 중심은 상기 템플릿(5)의 기준점(6)으로서 설정되고,
· 상기 템플릿(5)은 상기 제 2 이미지 내에서 정합되고,
· 상기 제 2 이미지에서의 상기 십자선들(1)의 상기 중심의 상기 위치와 상기 제 2 이미지에서의 상기 정합된 템플릿(5)의 상기 기준점(6)의 상기 위치 사이의 화소 오프셋은 상기 측량 기기의 디스오리엔테이션을 나타내도록 결정되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 이미징된 위치를 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지 각각에서의 상기 기준 대상(2)의 상기 제 2 이미징된 위치와 비교하는 단계는 에지 추출 방법(edge extraction method)에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
리마인더 신호는 상기 측량 기기의 외부 방위의 상기 초기 결정 또는 상기 최종 방위 검증이 실행된 이래로 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후 발하여지고, 상기 검증 단계들은 사용자로부터의 수동 명령 시 행해지고 추가의 미리 정해진 시간 기간이 경과된 후 자동으로 행해지는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검증 단계들은 미리 결정된 시간 구간들에서 상기 측정 프로세스 동안 반복되고, 특히 상기 검증 단계들은 상기 미리 결정된 시간 구간들에서 반복식으로 자동으로 행해지고,
특히, 상기 측량 기기의 외부 방위의 각각의 검증을 위해, 디스오리엔테이션의 양이 결정되고 시간의 방위-함수는 상기 디스오리엔테이션의 양들로부터 유도되고,
특히 회귀 분석(regression analysis)에 의해, 특히 선형 회귀(linear regression)에 의해, 상기 측량 기기의 외부 방위는 시간에 대해 플롯되고,
· 상기 측정 프로세스와 관련하여 수집된 측정 결과들은 그것 각각의 수집 시점(gathering point of times) 및 상기 유도된 방위-함수에 의존하여 보정되는 것을 특징으로 하는, 측량 기기의 외부 방위 검증 방법.
· 이미징 수단,
· 측량 기기의 베이스에 관하여 상기 이미징 수단의 내부 촬영 방향을 검출하기 위한 각도 측정 수단,
· 조작 수단(operating means),
· 제어 유닛,
을 포함하는 측량 기기, 특히 세오돌라이트(theodolite) 또는 토탈 스테이션(total station)에 있어서,
상기 측량 기기에는 측정 프로세스 동안 상기 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 반자동 또는 완전-자동 기능이 제공되고, 그러므로 상기 제어 유닛은,
· 상기 이미징 수단을 기준 대상(2)쪽으로 지향시키고, 상기 이미징 수단의 제 1 촬영 방향을 검출하고,
· 상기 제 1 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 1 이미지를 촬영하고,
· 상기 측량 기기의 외부 방위를 나타내는 것으로서 상기 제 1 이미지 및 상기 제 1 촬영 방향을 기억시키는,
초기화 단계들을 실행하도록 되어 있고, 상기 측정 프로세스의 진행된 상태(proceeded state)에서, 실행하기 위해,
· 상기 이미징 수단을 상기 기준 대상(2)쪽으로 재지향시키고 상기 이미징 수단의 제 2 촬영 방향을 검출하고,
· 상기 제 2 촬영 방향에서 상기 기준 대상(2)의 제 2 이미지를 촬영하고,
· 제 1 이미징된 위치를 이미지 처리에 의해 상기 제 1 및 상기 제 2 이미지 각각에서의 상기 기준 대상(2)의 제 2 이미징된 위치와 비교하고 상기 제 1 촬영 방향을 상기 제 2 촬영 방향과 비교하고 상기 제 1 및 상기 제 2 이미징된 위치 사이의 격차(disparities) 및/또는 상기 제 1 및 상기 제 2 촬영 방향 사이의 격차들에 기초하여 상기 측량 기기의 외부 방위를 검증하는,
추가의 검증 단계들을 포함하고,
특히, 상기 제어 유닛은 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 상기 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 상기 방법을 실행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 측량 기기, 특히 세오돌라이트 또는 토탈 스테이션
기계 판독 가능 매체 위에 저장되는 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 프로그램 코드는 특히 상기 프로그램이 상기 측량 기기의 제어 유닛 상에서 실행되면, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 측량 기기의 외부 방위를 검증하기 위한 상기 방법을 자동으로 실행 및 작동시키도록 구성되는, 컴퓨터 프로그램 제품.