移AO的根据本发明的确定，具有轴x、y、z的第一本地参照系统Ll与 具有轴x'、y'、z'的第二本地参照系统L2之间或者第一部署Sl与第二部署S2之间的变换参 数(平移向量主1和旋转矩阵是已知或可确定的。定向Ol或定向02分别对应于X轴或X' 轴。使用运些变换参数，能够将从第二部署S2并且因此关于具有零点P2的第二参照系统L2 确定的测量环境点30的位置数据平移到第一部署SI,使得它们可作为位置数据Yli用在 具有零点Pl的第一参照系统Ll中。
[0075] 来自坐标X'、y'、z'的位置数据是通过测量装置1的测距功能和角度测量功能通 过测量距离d' W及两个角度S '和e '来确~定的。使用基于方向19和方向19 '或方向32和方向 32'W及所测量到的距离D'确定的平移向量主1和旋转矩阵来计算坐标x、y、z的位置数据
因此，通过根据本发明的方法，关于第一部署Sl确定了从部署S2测 D'. 量的测量环境点30的空间定位。
[0076] 如果此外第一参照系统Ll也被地理参照，运意味着变换参数是从使得能实现第一 参照系统Ll到具有轴N(北）、E(东）、h(高度）的绝对外部参照系统G的变换的平移向量主2和 旋转矩阵获知的，则在根据本发明的方法的一个发展中，从外部参照系统G中的坐标E、 N、h，位置数据卸被变换为位置数据町=Es =星','I ?区U +￡2 D如果测量装置1在第一部署Sl中 与外部参照系统对准并且按照xy平面确切地与地平面化N平面)平行延伸的方式设置，则从 第一参照系统Ll到参照系统G的变换简化为Z方向或h方向上的平移。因此，从部署S2测量到 的测量环境点30的空间定位的指定是通过根据本发明的方法关于外部绝对参照系统G执行 的，如此，测量环境点30的所测量到的位置数据被地理参照。
【主权项】
1. 一种用于精确地确定具有激光测距功能和角度测量功能的大地测量装置（1)的，特 别是经炜仪或全站仪的，由第二位置(P2)和第二定向（02)限定的第二部署(S2)相对于由第 一位置(P1)和第一定向（01)限定的第一部署(S1)的位置偏移（ΔΡ)和定向偏移（△0)的方 法，其中，所述第一部署(S1)和所述第二部署(S2)位于同一测量环境中，该方法包括以下步 骤： ?从所述第二部署(S2)记录所述测量环境的至少第二连续区域(4'，9'，2Γ，31'）的所 述环境的第二图像(22'，26'）， ?使所述环境的所述第二图像(22'，26'）的图像元素（24'，25'，28'）与所述环境的第 一图像(22,26)的对应的图像元素(24,25,28)相匹配，所述环境的所述第一图像(22,26)是 从所述第一部署(S1)记录的并且对所述测量环境的至少一个第一连续区域(4,9,21，31)进 行成像，其中，所述第一连续区域和所述第二连续区域(4,9,21，31，4'，9'，21'，31'）具有多 个公共测量环境点(30)， ?在所述大地测量装置（1)的内部参照系统(L1，L2)中，基于所述环境的各个图像(22， 26,22'，26'）中的各个图像元素(24,25,28,24'，25'，28'）的定位来确定分别从所述第一部 署和所述第二部署(S1，S2)到与对应的图像元素(24,25,28,24'，25'，28'）相对应的测量环 境点(30)的方向（19,32，19'，32'）， ?确定定标因子， ?基于所确定的方向（19,32，19'，32'）和所述定标因子精确地确定所述位置偏移（八 P)和所述定向偏移（A0)。2. 根据权利要求1所述的方法， 其特征在于 定标因子是通过以下各项来确定的： ?借助于从所述第二部署（S2)到其方向已被确定的至少一个测量环境点（30)的距离 (D'）的精确无接触测量，特别是激光光学测量，更具体地，其中，所述距离(D'）的精确无接 触测量被自动地引起，其中，所述大地测量装置（1)基于所确定的方向（19,32,19'，32'）在 要测量的所述测量环境点（30)上自动地对准，或者 ?借助于在所述环境的所述第一图像和/或所述第二图像中成像的具有已知尺寸的对 象，具体地为比例尺。3. 根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于 所述第一位置(P1)和所述第一定向（01)是关于外部参照系统(G)精确地确定的，具体 地，所述第一位置(P1)和所述第一方向(01)被精确地地理参照。4. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△0)是关于所有六个自由度而确定的。5. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 ?从所述第二部署(S2)记录所述测量环境的至少一个另外的连续区域(9'，2Γ)的所 述环境的另外的图像，其中，所述另外的连续区域是基于从所述环境的所述第一图像和/或 所述第二图像中提取的图像特征指定的，更具体地，其中，所述环境的所述另外的图像具有 比所述环境的所述第二图像更高的分辨率，以及 ?使用所述环境的所述另外的图像作为所述环境的第二图像来执行以下方法步骤： 0匹配图像元素， 〇确定所述方向， 〇确定定标因子，以及 〇精确地确定所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△ 0)。 6 .根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 所述环境的图像(22,26,22'，26'）是通过以下各项来记录的： ?通过摄影或激光扫描，具体地，通过配准反射激光强度，具体地，其中，在处理中记录 的测量环境点(8,8'，8"）按照预定最小密度来覆盖所述测量环境的各个连续区域(4,9,21， 31，4'，9'，21'，31'），和/或 ?关于记录方向，该记录方向具体地在至少1.5°，具体地至少45°，特别地至少大约 360°的角度之上相对于外部绝对参照系统(G)为水平的，具体地，作为其结果，全景图像、全 景3D扫描或范围全景图像被生成为所述环境的图像(22'，26'，22,26)。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 图像元素是单独的图像点，具体地，所述环境的所述图像(22,26,22'，26'）的像素或30 点，或者图像元素是借助于图像处理，特别地，基于边缘的和/或基于区域的分段，从所述环 境的所述图像中提取的图像特征(24,25,28,24'，25'，28'），具体地，其中，图像特征由几何 图元和/或描述符表示。8. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 图像元素的匹配是借助于以下各项而引起的： ?迭代匹配算法，具体地，迭代最近点算法，或 ?密集匹配算法，具体地，半全局匹配算法，或 ?差方和或最小二乘算法，或 ?基于特征的算法，具体地，基于尺度不变特征变换算法和/或加速鲁棒特征算法。9. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 从所述第二部署(S2)借助于所述激光测距功能和所述角度测量功能确定的所测量到 的测量环境点（30)的位置数据(>2)是按照所测量到的测量环境点（30)的位置相对于所述 第一位置(P1)和所述第一定向（01)可得到的这样的方式基于所确定的位置偏移（ΔΡ)和定 向偏移（A 〇)变换的。10. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 所述第二连续区域和/或所述第一连续区域(4'，9'，21'，31'）的自动目标化指定基于 近似的位置和定向信息。11. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△0)被精确地确定，使得所述第二位置(P2)和所 述第二定向(02)能够以大地测量准确性被确定。12. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 传送所述环境图像（22'，26'，22,26)或所述图像元素（24'，25'，28'，24,25,28)的数 据，并且在所述测量装置外部，具体地，在智能电话上或通过云服务执行方法步骤。13. 根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其特征在于 自动化单独的方法步骤，具体地所有方法步骤的执行，具体地还自动执行单独的方法 步骤，具体地所有方法步骤。14. 一种大地测量装置（1 )，该大地测量装置（1)包括： ?结构，该结构被布置在底座上并且可绕回转轴回转， ?瞄准单元，其中，所述瞄准单元具有用于发射激光束、限定光学目标轴的至少一个发 射单元以及用于精确地测量到对象的距离的测距功能， ?用于精确地配准由所述结构相对于所述底座的相对回转位置限定的至少一个回转 角度的角度测量功能，以及 ?控制与评价单元(50)， ?用于记录环境图像(22'，26'，22,26)的单元(2)，具体地为数码相机、1?頂相机或激光 扫描模块， 其特征在于 所述控制与评价单元(50)按照根据权利要求1至13中的任一项所述的方法能够利用所 述控制与评价单元(50)来实施的方式被具体实现。15. -种被存储在机器可读介质上的计算机程序产品或通过电磁波具体实现的计算机 数据信号，所述计算机程序产品或所述计算机数据信号包括适合于根据权利要求1至13中 的任一项所述的方法从大地测量装置（1)的所述环境的记录图像确定所述大地测量装置 (1)的位置偏移（A P)和定向偏移（△ 0)的程序代码。
【专利摘要】确定大地测量装置的位置和定向偏移的方法及测量装置。用于基于基于图像确定的方向以及通过激光光学装置测量的到测量环境点的至少一个距离、在大地测量装置(1)特别是全站仪或经纬仪的同一测量环境中精确地确定第二部署(S2)相对于第一部署(S1)的位置偏移(ΔP)和定向偏移(ΔO)的方法，所述测量环境点既在第二环境图像(22’,26’)中也在第一环境图像(22,26)中被成像。
【IPC分类】G01C15/00
【公开号】CN105716590
【申请号】CN201510962069
【发明人】伯恩哈德·麦茨勒, S·M·B·加切特托亚
【申请人】莱卡地球系统公开股份有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月21日
【公告号】EP3034995A1, US20160187130