专利名称：具有集成在遥控单元内的摄像机的大地测量系统的制作方法
具有集成在遥控单元内的摄像机的大地测量系统本发明涉及根据权利要求1前序部分的包括用于确定在规定的坐标系内的目标位置的位置确定单元尤其是总站或GNSS模块以及配备有测量杆的用于在规定坐标系内标测和/或位置确定目标点的移动瞄具的测量系统、根据权利要求7的用于本发明的测量仪的移动瞄具、根据权利要求11的用于本发明瞄具的移动遥控单元以及根据权利要求14的用于利用本发明测量系统标测和/或确定目标点位置的方法。为了测量一个或尤其是多个目标点，从古代就知道了大量的大地测量仪。在这里，作为空间标准数据记录下测量仪相对于待测目标点的距离和方向或者说角度以及尤其是连同或许有的参考点一起掌握测量仪的绝对位置。这种大地测量仪的众所周知的例子是经纬仪、视距仪和也被称为电子视距仪或计算机视距仪的总站。现有技术中的大地测量仪例如在公开文献EP1686350里有所描述。这样的仪器具备电子传感器测角测距功能，上述功能允许关于所选目标的方向确定和距离确定。角度参数或距离参数此时在仪器的内部参照系中被求出并且必须为了绝对位置测量而或许还要与外部参照系关联起来。在许多大地测量应用中如此进行多点测量，在那里安置专门设计的瞄准目标。它们大多由带有用于限定测量行程或测量点的可瞄准标记或反射器的垂杆构成。因此，也可通过中央大地测量来测量更多的目标物，但这必然要识别目标物。在这样的测量任务中，为了控制测量过程以及为了确定或记录下测量参数，大量数据、指令、语言和其它信息在目标物尤其是目标物侧的手持式数据测量仪和中央测量仪之间被传输。这样数据的例子是目标物身份(Identifikation)、垂杆倾斜度、反射器对地高度、反射器常数或测量值例如温度或大气压。现代的总站具备微处理器，用于对所获得的测量数据进行数字继续处理和存储。该仪器一般仪紧凑的整体结构形式来制造，其中大多数同轴的测距和测角元件以及计算单元、控制单元和存储单元被集成到一台仪器中。根据总站的扩建级，集成有用于瞄准镜头机动化的机构、用于无反射器行程测量的机构、用于自动目标搜索和跟踪的机构以及用于遥控整个仪器的机构。从现有技术中知道的总站还具备无线电数据接口用于建立与外围组成部件例如像数据获取装置的无线连接，其尤其可以呈手持式数据记录仪、遥控单元、野外计算机、笔记本电脑、小型计算机或者PDA的形式。利用数据接口，可以输出由总站获得并存储的测量数据以进行外部继续处理，将外部获得的测量数据读入该总站以便存储和/或继续处理，尤其在移动野外应用中输入或输出遥控信号以便遥控该总站或者其它的外部部件，和将控制软件转录到该总站中。为了瞄准或者说对准待测目标点，上述类型的大地测量仪例如具有光学瞄准器例如像光学望远镜作为瞄具。该光学瞄准器一般可以绕竖立轴线和绕水平倾转轴线相对于测量仪底座转动，从而瞄准器可通过回转和倾转对准待测点。现代的仪器可以除了光学视觉通道外被集成到光学瞄准器中并且例如具有同轴取向或平行取向的用于图像拍摄的摄像机，在这里，所拍摄的图像尤其能作为实时图像在显示控制单元的显示器上和/或在遥控用外围装置如像数据记录仪或遥控单元的显示器上加以显示。瞄具的光学组件此时可具有手动调焦例如调节螺钉用于改变聚焦光学组件的位置，或者具备自动聚焦，在这里，焦点位置的改变例如通过伺服马达来实现。用于大地测量仪的光学瞄准器的自动聚焦机构例如由DE19710722、DE19926706 或者 DE19949580 所公开。此外，目标反射器的瞄准尤其是可以借助在数据记录仪或遥控单元的显示器上显示给使用者的实时图像来实现，其由一个例如同轴设置在光学瞄准器中或者以平行于光学瞄准器的取向设置的作为总站瞄具的摄像机来提供。据此，使用者可以根据实时图像将总站相应对准至期望的可在实时图像中看到的目标。EP1734336公开一种包括猫具的测量系统,它具有反射器和光学接收和发射器。在此提出了将瞄具的光学发射器尤其用于支持自动目标搜索过程。因此，该目标物在接收了搜索光或测量光之后依据瞄具的发射器将自身身份例如像反射器编号或反射器类型回发给测量站。该测量站为此可以识别所搜索的目标物并且关于目标物来最佳配置。EP1573271也公开一种包括光学发射器的瞄具，其中在接收了测量仪的测量光后，该瞄具发回一个光学信号，它与瞄具的自身身份协调一致。从现有技术中已知的测量系统的共同点是，在或许也使用摄像机的情况下使瞄具或者说配设有瞄具的测量杆被固定不动的位置确定单元例如像总站被瞄准或者观察。但没有公开在使用由固定不动的位置确定单元所记录下的图像数据的情况下自动引导操作者至规定的目标点以便标测该目标点，因此，如果要保证精确的目标点标测，则该标测过程对于操作者来说是相对辛苦的且牵扯到用时相当长。为了解决该问题，在US7222021或者对应的EP1293755中提出一种测量系统，该测量系统在此文献中被称为操作者指引系统，它具有相当于固定不动的位置确定单元的固定不动的基准站，其配备有成像机构例如像摄像机和具有移动瞄具功能的移动站，移动站配备有显示机构例如像用于基于所存储的显示使用者当前位置的显示器，用于根据所存储的地貌图形或地貌数据和固定不动的测量单元所看到的当前图像来显示使用者当前位置。还公开了可如何利用在从包含摄像机图像的针对移动站测量的位置数据中由固定不动的测量站当前存储的数据与目标点规定位置之间的关系通过在瞄具显示器上的标记将操作者指引向目标点，例如通过借助显示器上的箭头的方向指示。虽然可以利用如US7222021或对应的EP1293755所述的系统来加速目标点标测过程。但从该公开内容无法推导出改善目标点标测精度的可行方式，因为移动站不具有自身的图像获取机构，并且只由遥远的固定不动的总站获取真实图像，而为了引导移动站例如像具有反射器的垂杆，只在移动显示器上使用由俯瞰透视图合成的计算视图。W02010/080950实质上公开了垂杆和安装在(根据附图)上端用于确定目标点方位的摄像机。要注意的是，该摄像机的定位可能引使用者遮挡图像而限制了仪器操作能力。提到了与经纬仪或者说总站的连接，但没有关于图像数据的坐标/关联的公开内容。在此文献中没有说明将所安装的摄像机或者其数据对垂直的可能精确定位用到目标点上。本发明的任务是提供一种测量系统和用于该测量系统的相应单元以及相应的测量方法，借此进一步加快目标点的标测和/或位置的工作过程，在操作者方面进一步加以简化，并且尤其可以改善工作过程的精确性或者说精度。本发明的另一个任务是提供一种可能性，即，被标测目标点的实际位置与固定不动的位置确定单元的所存储的当前数据相关联地在标测时刻被存起来并在那里记录在案。
本发明的主题是一种包括位置确定单元且尤其是总站或GNSS模块的测量系统，用于确定在规定的坐标系中的目标位置，以及是一种用于在坐标系内标测和/或位置确定目标点的移动瞄具。该瞄具具有测量杆，可使其下端接触到目标点。可以在测量杆上安装目标，其目标位置可被高精度确定。该目标尤其可以呈可依据总站来测量的测量反射器的形式，例如呈反射棱镜形式，或者呈与位置确定单元的GNSS模块处于数据连接的GNSS天线的形式。该位置确定单元例如确定在水平方向和竖直方向上的角度以及距目标例如像棱镜的距离。对于包括含GNSS模块的位置确定单元实施方式的本发明测量系统，例如该移动瞄具配备有在测量杆上的GNSS天线，从而可以从GNSS测量中确定目标当前位置。作为用于本发明测量系统的位置确定单元，原则上考虑使用所有的实施方式，尤其是总站像经纬仪或GNSS模块(GNSS=全球导航卫星系统，例如像本领域技术人员已知的且简称为GPS的全球定位系统)，就像从现有技术中针对大地测量系统所公开的那样，此时它们根据本发明满足尤其是对与移动瞄具数据相关的通讯的要求。因此，以下没有进一步介绍该位置确定单元的特别合适的实施方式。另外，移动瞄具包括用于测量系统的手持式遥控单元。该遥控单元具有电子图形显示器并且可如此插装在测量杆的承座上，即，该遥控单元在插装状态中相对于安装在测量杆上的目标处于固定位置关系。根据本发明，该遥控单元包括用于在规定的拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机。另外，根据本发明设有与该位置确定单元和该摄像机处于数据连接的图像处理分析单元，借此依据对该固定位置关系和该规定的拍摄方向的了解以及根据所确定的目标位置，使摄像机的图像数据在该坐标系内与这些目标点空间关联起来。遥控单元的相对于安置在测量杆上的目标以及相对于测量杆下端的固定位置关系必须是已知的或者至少测量一次并存储在系统数据中，或者可以利用与该移动瞄具或所插装的带有相应摄像机的遥控单元相连的仪器在针对目标点的测量时刻或者说标测时刻相对于相应过程实时测量并且记录下来。作为适用于这种基于移动瞄具或遥控单元的位置确定的测量单元，例如适用基于在已知的频率范围的激光测量、超声波测量、雷达测量或无线电波测量的已知系统，其可与移动猫具相连或被集成在其中或者说遥控单元中。为了关于该固定不动的位置确定单元的、对应于移动瞄具的遥控单元的位置确定，也可以在采用另一摄像机的情况下使用立体摄影测量技术，该另一摄像机或是安装在该固定不动的位置确定单元上以便从那里观测，或是安装在移动瞄具上。为确定该遥控单元或相应的摄像机相对于测量杆的倾斜度，可以设置倾斜度传感器，或者在遥控单元或者对应的摄像机关于测量杆轴线取向时规定安装用预定角度(例如45°或90)。该遥控单元或相应的摄像机的(方位)取向例如可以利用尤其是电子的指南针来确定，该指南针例如被集成在遥控单元、测量杆或目标中。或者，该测量杆连同安装在其上的遥控单元和摄像机在一个已知的方向上例如相对于位置确定单元、太阳或由位置确定单元瞄准的已知位置来取向。就是说，关于该移动瞄具(即垂杆连同所安装的目标和固定地即在已知位置上插装的遥控单元)在规定坐标系内的空间取向，或是能以相关的固定假定条件为出发点，例如像测量杆在测量位置上总保持铅垂并且遥控单元的方位取向总是在总站方向、北向或者太阳方向上，或是也可设置尤其适用于此的多个传感器(例如像用于确定测量杆的当前倾斜度的双轴倾斜度传感器和用于瞄具的方位取向的指南针)。优选的是，所述的摄像机、显示器、位置确定单元以及图像处理分析单元如此设计和合作，根据当前确定的目标位置，一个或多个在摄像机视界内的且其空间坐标是已知的被标测或被测的目标点连同该摄像机图像可在显示器内被显示。此时，用于该目标点的标记有利地根据其位置按照叠加在摄像机图像上的方式显示在该显示器上。尤其有利的是，由该摄像机拍摄下的连串影片在显示器上被实况显示，并且同时与所显示的连串影片叠加地，根据当前确定的目标位置，一个或多个其空间坐标是已知的待标测的或者说待测的目标点在摄像机图像中被标记出并且在显示器上被显示出来。摄像机和显示器有利地如此设置在该遥控单元上并且如此取向，该显示器的面法线的取向基本上平行于摄像机拍摄方向。此时，显示器光轴和摄像机光轴最好基本同轴、但视向相反地取向。换句话说，这意味着允许操作者根据所显示的存储数据和对应的标记在显示器中直接校验待标测目标点的位置。通过这样的直视模式(Durchsicht-Modus),允许实际出现的目标点标记与其规定的安置的很精确重合以及允许在其当前时刻与(固定不动的)位置确定单元的同时记录下的数据相关联地同时存储和精确记录下目标安放。这样的应用可能性在已知的现有技术中既未被公开，也未予以教导。摄像机最好如此取向，在遥控单元安装在测量杆上的状态中，测量杆下端处于摄像机的视界内。同样优选的是，在遥控单元安装在测量杆上的状态中，通过测量杆结构来保证遥控单元相对于安装目标的固定位置关系。该遥控单元的图像处理分析单元相对于目标的固定位置关系尤其可以借助以下手段来可供使用:-存储器，其中存储有该固定位置关系，-位置关系确定机构，它可以确定该遥控单元距目标的当前距离和/或当前取向尤其是遥控单元的方位取向和/或仰角取向，具体说，在这里该位置关系确定机构具有间距传感器和/或集成到该遥控单元中的指南针和/或集成到该遥控单元中的斜度传感器，-输入机构，从而关于该固定位置关系的数据可由使用者来输入，-数据记录，其在该测量杆上尤其是承座上以电子或图形方式存储，该数据记录包含关于由测量杆保证的固定位置关系的信息，以及设于该遥控单元内的读取机构，从而可在遥控单元侧读取该数据记录。本发明的另一个主题是用于本发明测量系统的移动瞄具，它具有测量杆，测量杆下端可被置于与目标点相互接触。在测量杆上可以安装有目标，其目标位置可被高精度确定。该目标可以尤其呈可结合总站来测量的测量反射器或者与该位置确定单元的GNSS模块处于数据连接的GNSS天线的形式。另外，该移动瞄具包括用于测量系统的手持式遥控单元。该遥控单元具有电子图形显示器并且可如此插装在测量杆的承座上，即，该遥控单元在插装状态中处于相对于安装在测量杆上的目标的固定位置关系中。根据本发明，该遥控单元包括用于在规定的拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机。另外，根据本发明设有与该位置确定单元和该摄像机处于数据连接的图像处理分析单元，借此依据对固定位置关系和该规定的拍摄方向的了解以及根据确定的目标位置，使摄像机的图像数据在该坐标系内与所述目标点空间关联起来。摄像机和显示器如此有利地安置在遥控单元上并如此取向，容许操作者可利用摄像机俯瞰陆地地面，其中，显示器面法线的取向基本上平行于摄像机的拍摄方向，尤其是其中，显示器光轴和摄像机光轴基本上同轴取向，但是视向相反。在从属权利要求中描述了根据本发明的用于本发明测量系统的移动瞄具的其它实施方式。本发明的另一个主题是用于本发明的移动瞄具的遥控单元。该遥控单元具有电子图形显示器并且可如此插装在测量杆的承座上，即，该遥控单元在插装状态中相对于安置在测量杆上的目标处于固定位置关系。根据本发明，该遥控单元包括用于在规定的拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机。此时，设有与该位置确定单元和该摄像机处于数据连接的图像处理分析单元，借此依据对该固定位置关系和规定的拍摄方向的了解以及根据该确定的目标位置，使摄像机的图像数据在该坐标系内与这些目标点空间关联起来。在从属权利要求中描述了本发明遥控单元的其它实施方式。另外，本发明的主题是一种利用本发明的测量系统标测和/或确定目标点的位置的方法。该方法包括以下步骤:-将手持式遥控单元连同安装在其上的摄像机插状在测量杆上，可使测量杆的下端接触到目标点，其中该遥控单元相对于安装在测量杆上的目标以固定位置关系来安装，-建立或者说保证用于移动瞄具尤其是遥控单元与该位置确定单元之间的数据交换的连接，-使摄像机对准要在此标测或测量目标点的地面，并且拍摄图形以及在遥控单元的显示器上连续或者按照规定的时间间隔显示该图形，-将相对于规定目标点和/或用于预定目标点的规定位置的标记、例如利用箭头的方向指示和/或距离指示显示到在显示器内的摄像机图像中，-引导该瞄具，直至获得测量杆下端的图像与用于规定的目标点位置的标记重合，-标测或确定该目标点位置。可选地，还可以采取对被标测目标点或位置确定的目标点的借助摄像机的图像实时拍摄和存储。本发明就其整体而言对使用者来说显著简化或简易了用于目标点的标测和/或位置确定的工作过程，这关系到可实现的工作过程显著加快。同时，本发明容许明显提高目标点标测和位置确定时的精度。安装在手持式遥控单元上的摄像机作为本发明主要特征改善了上述类型的测量系统，简化并改善了上述工作过程的执行，其做法是，测量杆下端的当前实时图像在遥控单元摄像机图像中用一个标记与一个目标点的规定位置或者存储位置相叠加。摄像机的视频流显示待测陆地地面的当前视图。这明显不同于上述类型的已知系统的显示可能方式，在那里，对于使用者来说，地面视图一般是由与移动瞄具相结合的固定不动的位置确定单元的当前测量数据和所存储的数据合成的，抛开在固定不动的位置确定单元和活动的瞄具之间的距离和方向不谈，没有考虑与移动瞄具相关的其它数据。安装在手持式遥控单元上的摄像机如上所述允许针对地面的〃直视模式〃，不会在摄像机相应取向时强迫使用者本身总是要看向地面(尤其是直接在其下面或前面)，这让使用者更易于前进，尤其在难以巡视的陆地上。当手持式遥控单元或安装在其上的摄像机例如相应配备有用于确定摄像机取向的传感器时，根据本发明，也允许操作者从移动瞄具的位置拍摄待测地貌的俯瞰照片，其信息通过与固定不动的位置确定单元的关系看被转换至其坐标系中。在陆地特别陡峭的情况下，或许会因为待测目标点位置无法再被精确投射到该遥控单元摄像机的当前图像中而出现不利影响。对此，可以规定对针对待测目标点所显现的位置标记进行修正，做法是，陆地的DTM(数字地面模型)被提出并同时考虑用于位置标记的相应显现。如果没有陆地的DTM可供使用，则也可以将一个RM摄像机(范围成像传感器)集成在该遥控单元中，可借此在标测和测量过程之前或之中获得地面模型并同时加以考虑(或者，作为替代方式结合立体摄像测量技术)。以下将结合附图示意所示的实施例来单纯举例详细说明本发明的方法和本发明的装置，在这里介绍了本发明的其它优点。其中:
图1示出了根据现有技术的测量系统；图2示出了根据本发明的测量系统；图3示出根据图2的测量系统，附带示出了在显示器中被成像的测量杆下端相对于用于规定目标点的标记的方向指示；图4示出了本发明测量系统的另一个可行实施方式；图5示出了本发明测量系统的又一个可行实施方式；图6示出了依据本发明遥控单元的显示器上的图像，本发明测量系统在野外使用中的工作方式；图7示出了本发明瞄具的一个可行的实施方式；图8示出了本发明瞄具的另一个可能的实施方式；图9示出了包括GNSS模块的移动瞄具，其中移动瞄具的所有组成部件被集成在一台手持式仅器中；图10示出了图9所示的移动瞄具可以野外应用的情况；图11示出了图9所示的移动瞄具的俯视图；图12不出了用于图9和图11所不的移动猫具的另一个变型实施方式的俯视图。以下对附图的说明针对的是本发明被用于目标点标测。本发明意义上的目标点位置确定按照与之完全相似的方式进行。本发明的所有之前描述和还将描述的实施方式可以任意组合并且也可以与上述的现有技术组合，除非另作明确规定。图1示出了根据现有技术的测量系统。该测量系统包括呈总站形式的位置确定单元2和包括测量杆11的移动瞄具I，该测量杆具有下端13。在测量杆11上安装有目标，它在此例子中呈可由总站2测量的测量反射器12’的形式。最好呈数据记录器形式的且带有显示器9的手持式遥控单元3被插装在该测量杆的未示出的插座中。在显示器9上显示出作为总站2瞄具7的摄像机的所关注的实时图像。该摄像机可以作为总站2瞄具7被集成在光学瞄准器中，具有相应的光学组件。在移动瞄具I操作者的当前视角外，在摄像机实时图像中作为标记20’显示出陆地上的目标点20的规定位置。操作者一直改变其在陆地上的位置，直到他确定其当前位置与摄像机图像内的标记20’重合并随后标测该目标点20。本发明的测量系统也可以来自现有技术的此功能性通过选择相应的显示屏指示选项来操作。
图2示出了根据本发明的测量系统。与根据图1的测量系统不同，在此工作方式中被插装在测量杆11上的手持式遥控单元3在其底侧配备有指向规定拍摄方向即在此例子中朝向地面的摄像机5。遥控单元3相对于安装在测量杆11上的且作为目标的测量反射器12’以固定位置关系来装设。在遥控单元3的显示器9上显示出摄像机5的实况视频流。在上图像中心，根据摄像机5的视界能看到测量杆11下端13的图像13’。标记20’被显现在摄像机图像中，借此指示待标测目标点20的规定位置。这对应于举例情况，此时的目标点20的规定位置对应于标记20’地位于摄像机5视界内。为此，与从现有技术中知道的可能方式相比，明显使目标点20的发现和标测变得简单并且加速了标测过程。此外，可以显著提高目标点标测的精度并且随后也准确真实地记录在案，这是因为目标点20的规定位置和其实际标测之间的重合控制不是由遥远的摄像机来进行，而是直接在现场由移动瞄具I所携带的摄像机5来进行，在此例子中呈尖头状的测量杆下端13位于该摄像机5的视界内。箭头30代表摄像机5与未示出的图像处理分析单元的数据连接，就像他从那里也连接至位置确定单元2那样。结合对摄像机5的规定拍摄方向以及带有摄像机5的遥控单元3与插装在测量杆11上的测量反射器12’之间的固定位置关系的了解以及根据测量反射器12’的确定的当前目标位置20’，使该摄像机的图像数据在位置确定单元2的规定的坐标系内与一个或多个目标点20空间关联起来。图3基本上对应于图2所示的布置形式。还在显示器9上示出了箭头21，借此向使用者指出相对于目标点20的根据标记20’的规定位置的方向和距离。只要规定目标点20位置处于摄像机5视界外，则例如只示出一个方向箭头，最好还包括距离指示，但没有显现的标记20’。图4示出了本发明测量系统的一个可行实施方式，在这里，位置确定单元2呈总站形式，移动瞄具I包括安装在测量杆11上的作为目标的棱镜12’。遥控单元或者说对应的摄像机的由箭头31示出的尤其是方位取向例如可以利用尤其是电子的指南针来确定，指南针被集成到例如该遥控单元、该测量杆或该目标中。或者，遥控单元或对应的摄像机的(尤其是方位)取向也可以借助惯性传感器尤其是转速传感器(陀螺仪)和/或加速度传感器来确定。尤其是这些传感器此时也可被集成到结构紧凑的惯性测量单元IMU(Inertial Measuring Unit)中。但在另一个实施方式中，方位取向也可无需附加传感器来确定。例如可以结合关于由瞄具所走过的行程(目标运动历史)的数据与摄像机数据(即关于被拍地面(在哪个方向)如何在瞄具前进运动中经过该摄像机图像的数据)的组合来确定该方位取向。另外，将结合图9再次详细介绍用于确定遥控单元的方位取向的方法。虚线32表示在总站2和作为移动瞄具I的目标的棱镜12’之间的距离和方向的确定，这可利用已知的大地测量系统技术来实现。图5示出了本发明测量系统的又一个可行实施方式，在这里，瞄具I具有该位置确定单元，其中该位置确定单元呈GNSS模块15形式并被安装在测量杆11上，其中，GNSS天线12’ ’作为目标被集成在所述GNSS模块中。在遥控单元3与作为移动瞄具I的目标的GNSS天线12’ ’两者之间的固定位置关系将通过已知的测量杆11尺寸和结构以及用于遥控单元的未示出的承座的设计例如遥控单元相对于水平面的预定倾斜角度例如像10°来保证。为了能提高由瞄具的GNSS模块15所确定的GNSS天线12’’目标位置的精度，就像大地测量领域的技术人员所知道的那样，GNSS模块处于与基准站14的数据交换中。例如此时基准站14可以是具有所安装的自身GNSS模块15’的总站，其野外位置是很准确地知道的或者以其它方式被确定的，从而起到基准站14作用的总站因而可推导出GNSS校正数据并提供使用。箭头33此时表示由瞄具I的GNSS模块15和由基准站14的GNSS模块15’为了位置确定而接收的GNSS卫星信号33，箭头34表示为了 GNSS校正数据传输以及或许为了附加数据传输而交换的无线电信号34。图6示出了在结合本发明遥控单元3的显示器9上的图像用在野外时的本发明测量系统的工作方式。在显示器9上显示出摄像机5图像的实况视频流。手持式遥控单元3插装在测量杆11上。在显示器9上的实况视频流中，通过摄像机5看到测量杆11下端13的图像13’，标记20’’表示其当前位置。另外，在摄像机5图像中显现用于规定位置的标记20’以便标测该目标点。“dx”和“dy”在此视图中在位置确定单元2或2’的坐标系内表示位置20’和20’’之间的距离。取而代之，在本发明系统的另一个工作模式中当然也可以显示一个箭头以及对在根据标记20’’和20’的位置之间的方向和直接距离的指示。另外，可以在显示器9内提供不同摄像机的多个实况视频流，例如移动瞄具I的摄像机5和作为固定不动的位置确定单元2的瞄具7的摄像机的(例如用在俯瞰摄像机功能中)实况视频流。图7不出了用于测量系统的本发明猫具I的一个实施方式。与图4和图5所不相似，根据图7的移动瞄具I也具有测量杆11，在测量杆上端安装有目标12 (例如反射器或集成在GNSS模块中的GNSS天线)。目标12和测量杆11此时例如可以通过螺纹连接相互接合地构成，从而目标12可通过拧紧被安装在杆11上并通过拧松又与该杆分离。另外，设有包括作为瞄具I的一部分的电子图形显示器的遥控单元3，它可安装在支座上，该支座设于测量杆11上，专门为了位置稳定且固定地插装遥控单元3。此时，通过相应设计该支座保证了遥控单元3以相对于水平面的已知的俯仰斜角(例如以在0°和15°之间的固定俯仰斜角)插装在测量杆11上，从而在测量杆11竖直就位时也知道遥控单元3的倾斜角度，或者例如可以根据一个整合加入的倾斜度测量仪来分别实际确定。另外，根据本发明，遥控单元3还具有摄像机5，其中例如通过校准来预定出摄像机5的视向和视界5’，因此其是已知的。该摄像机此时如此安置在例如遥控单元底面上(SP与显示器侧对置的遥控单元侧)，在遥控单元3安装于测量杆11的状态中，测量杆11的下端13 (即接触尖端)位于视界5’内。在遥控单元3和移动瞄具I的目标12之间的已知固定位置(即位置关系)通过测量杆11的已知尺寸和结构以及用于遥控单元3的未示出的保持固定结构来保证。例如，目标12距遥控单元3的摄像机5的竖向距离19是已知的以及摄像机5距测量杆11的水平距离是已知的(其在目标12居中安装在杆11上时也对应于摄像机5至目标12的水平距离)。或者，在测量杆长度(即目标高度)已知时，也可以知晓摄像机5或者遥控单元3高于测量杆11下端13的高度18，或者结合被集成到遥控单元3中的电子测距仪(例如用于测量遥控单元3距地面的距离的激光测距仪)来实际测定，并且随后从测量杆长度中减去高度18，以便能推断出遥控单元5至目标12的竖直距离(进而摄像机5相对于目标12的位置关系)。根据本发明，此时又设有与位置确定单元(其确定目标位置)和摄像机5处于数据连接的图像处理分析单元，借此依据对该固定位置关系和该规定的拍摄方向的了解以及根据确定的目标位置，使摄像机5的图像数据与待标测的目标点20空间关联起来。尤其是此时摄像机5、显示器、位置确定单元以及图像处理分析单元式如此构成和相互协作的，即根据当前确定的目标位置，位于摄像机5视界5’内的其空间坐标已知的待标测的目标点20可连同摄像机图像一起在显示器内被显示出来，尤其是其中，用于目标点20的标记根据其在图形中的位置叠加在摄像机图像上地在该显示器上被显示出来。图8示出了用于本发明瞄具I的与图7相似的实施方式。如图7所示，此时摄像机5和显示器如此安置在遥控单元3上并如此取向，容许操作者可以借助摄像机5俯瞰陆地地面。但作为唯一的区别，摄像机现在如此安置在遥控单元3的底面上，S卩，该显示器的面法线以0°至50°且尤其是10°至45°的角度、具体是大致30°角度相对于摄像机5的拍摄方向倾斜取向。此变型实施方式容许遥控单元相对于水平面略微倾斜地安装在测量杆上，从而就人机工程学而言有利于使用者方便读看显示器并且简单舒适地操作该遥控单
J Li ο另外，该摄像机也能取向可变地构成，从而根据所选的用以将遥控单元安装在垂杆上的倾斜角度，也能如此按规定地使摄像机拍摄方向倾斜，从而例如拍摄方向竖直向下或者至少保证测量杆的下尖端又位于摄像机视界内。图9示出了用于包括移动瞄具的本发明测量系统的实施方式，但不一定需要测量杆。该测量系统此时具有被集成到紧凑型手持式仪器3中的、用于在规定坐标系内的目标点20标测和/或位置确定的移动瞄具。现在，根据此实施方式在该瞄具中集成以下部件:-作为位置确定单元构成的GNSS模块15，具有作为目标形成的集成为一体的GNSS天线12’ ’，用于在坐标系内确定目标位置，-电子图形显示器9，-用于在手持式仪器工作位置上大致竖直指向下的规定拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机5，-传感器16尤其是双轴倾斜度测量仪，用于确定该仪器的俯仰和翻滚角35、36，-用于确定该仪器的方位取向31的方位确定单元，其中该方位取向尤其是对应于仪器的偏航角，和-如此构成的图像处理分析单元，SP，*结合对摄像机5相对于目标的固定位置以及摄像机5的规定拍摄方向的了解，和*根据当前确定的目标位置、当前确定的俯仰和翻滚角35、36和当前确定的方位取向31，针对位于摄像机5视界内的一个或多个其空间坐标已知的待标测目标点或被测目标点20，推导出在摄像机图像内的位置，并且将用于所述一个或多个目标点20的标记20’根据在摄像机图像内的位置与摄像机图像叠加地显示在显示器9上。为了指明对应于当前目标位置的地面位置13 (这如上所述在测量杆辅助下一般通过杆的下尖端来实现)，现在可以在此实施例中设置一个自动(尤其是自对中或摇摆悬挂的)铅垂指向下的激光指示器23，它将对应于当前目标位置的可见的激光斑13依据激光射线23’投射到地面上。就是说，激光指示器23因此可以具体作为测量杆替代品并且也作为地面亮斑被摄像机拍到并在摄像机图像中作为光斑13’被发现。使用者现在可以如在图10所示的应用场合中所示地以简单方式如此挪动和前移该移动瞄具以便标测该目标点20，S卩，标记20’与投射至地面的且可在摄像机图像中看到的激光斑13’重合。于是，在此最终位置上，搜索目标点最终准确地由地面激光斑指示并且可被标测。如果此时激光指示器还呈EDM模块(EDM=电子测距)形式即配备有电子测距功能(为此例如可以设置适用于背景反射光的接收器)，则还可以确定移动仪器相对于背景的当前高度18。如此确定的仪器对地高度18在之前附图所示的实施例中对应于已知的测量杆长度，可借此在之前的例子中推导出用于目标对地高度的值。该仪器和相应的摄像机5的尤其是方位的取向如箭头31所示例如利用一个例如被集成到该仪器中的尤其是电子的指南针来确定。或者，仪器或对应的摄像机的方位取向也可以借助惯性传感器(它们另外也能确定该仪器的相对俯仰和翻滚角)像尤其是转速传感器(陀螺仪)和/或加速度传感器来确定。尤其是这些传感器此时也能被集成在结构紧凑的惯性测量单元IMU中。但是，该方位取向也可以无需附加的倾斜度测量传感器或转速测量传感器来确定。例如可以依据关于瞄具所走过的行程(目标运动历史)的数据与从在前进过程中用手持仪器对所扫过的背景表面拍摄到的一系列摄像机图像中推导出的数据(例如关于被拍地面在瞄具前进过程中在哪个方向移动经过摄像机图像的数据)的组合来确定该方位取向。对此，在连串摄像机图像中跟踪随时间而变的表面信息并且结合在连串图像的前后拍摄中的背景表面相对变化(例如识别特征的被发现的挪动)来确定摄像机相对于背景的运动方向。为了拍下连串摄像机图像，此时摄像机可以重复拍摄背景的表面。重复拍摄此时尤其以短暂时间间隔来进行，如按照例如全部lOms-lOOms的节拍。通过分析部件，现在结合图像来跟踪因为摄像机运动而在连串图像的摄像机图像之间移动的各表面特征。此时，在前后两次拍摄中的识别特征的移动和/或转动表示该摄像机相对于背景所做的运动。该运动也由该仪器执行，因为摄像机是直接安装在该仪器上的。因此，连续确定并控制该手持仪器的运动方向。就是说，分析部件据此可以从摄像机图像信息中确定该仪器相对于背景的运动方向。为了改善在多次拍摄中的背景表面特征的识别和对应并由此精确确定相对于背景的运动方向，可以照明或者照亮待拍摄的背景表面。该照亮能以不同的方式进行，例如利用特殊光谱范围内的光或者利用投射到待拍摄背景结构上的光图(例如结合激光指示器23)。背景也可以就其反射光发射特性例如就背景表面颜色而言接受分析，该信息还被考虑用于在一连串拍摄的摄像机图像中确定识别特征的挪移/转动。总之，为了确定该仪器相对于背景的相对方位取向(或者取向变化)，该摄像机设计成连续拍摄背景表面，尤其以IOHz至IOOHz的重复频率，在这里，在此时完成的背景表面拍摄之间使瞄具继续移动，并且分析部件设计用于通过比较拍摄照片来发现被拍背景表面的识别结构特征的挪移，并由此求出摄像机相对于背景的相对运动方向或者说方位取向变化。此外，例如分析部件可以从连串摄像机图像信息中还求出摄像机或移动瞄具相对于背景的相对运动速度和所走过的行程并且关于运动方向和/或运动速度和/或走过行程的信息。如果现在除了如此确定的移动瞄具相对于背景的相对方位取向(或者说取向变化)外还冋时考虑在连串摄像机图像拍摄中结合GNSS I旲块在规定(绝对)坐标系内确定的移动瞄具走过行程，则可以推断出瞄具的绝对方位取向(也在GNSS的坐标系中)。即，通过相对确定的信息和绝对确定的信息(即瞄具的确定的相对取向变化与借助GNSS求出的此时走过的行程)的结合，可以在规定(外)坐标系内推断出瞄具的绝对方位取向。如果瞄具的绝对方位取向被一次性求出并且是已知的，则理论上以下做法就够了，以后从连串摄像机图像中确定相对取向，以便还能持续了解该绝对方位取向。因为此时误差累加，所以每个一段时间或者根据特定事件(例如全部1-20秒或者根据非常突然进行的移动瞄具运动，这种运动例如也可通过考虑连串摄像机图像来发现)进行绝对取向的检查和/或重新计算，尤其是又通过相对(连串摄像机图像)获得的信息和绝对(GNSS)获得的信息的结合，如上所述。抛开按照本发明采用了如此确定的瞄具绝对方位取向(即用于确定在摄像机图像内的搜索目标点/待标测目标点的相应的摄像机图像位置和用于在摄像机图像内显现用于待标测目标点的标记)不提，可以根据另一个有创造性的方案将如此确定的移动瞄具绝对方位取向也用于将使用者引导向待标测点，也只要搜索目标点/待标测目标点还不在摄像机视界内。例如，随后可以在仪器显示器内显示出指向标测点的箭头以引导使用者，箭头方向根据瞄具当前方位取向是相适应的，或者依据瞄准具当前方位取向进行相应方向指不的语音输出。这种引导原则上已由现有技术公开。但是因为当前方位取向迄今只由最后走过的移动瞄具行程(假定该仪器没有横移)即运动历史来计算出，所以可以不考虑基本无需瞄具进一步前移就实现的单纯方位取向变化。于是，这经常造成突然改变的引导指示(例如显示器上的突然转动的方向箭头)并进而导致引导功能范围内的使用者误导。另外，在很缓慢前进时也只能很不可靠地确定该当前方位取向(因为随之通常进行手持式瞄具的横向进退)，这也可能导致在引导功能范围内的相应的使用者误导。通过考虑并利用可根据本发明从连串摄像机图像中实际高速确定的手持瞄具相对于背景的相对运动方向和相对取向变化，能明显减轻该缺陷并且能可靠许多地确定被考虑用于引导功能的绝对方位取向。移动瞄具的下视(即俯瞰所扫过的背景)的摄像机在此情况下满足与光学计算机鼠标相似的功能。如图11所示，还是可以考虑GNSS校正数据用于高精度(即以大地测量精度进行)确定目标(即GNSS天线和进而移动瞄具)的GNSS位置，GNSS校正数据可在基准站侧来推导产生并随后例如过无线电来发出并在移动瞄具侧被接收。集成有瞄具组成部件的手持式仪器3此时还可以设计具有用于基准站(例如总站连同安装上的GNSS模块)的遥控功能性并进而也设计成用于总站的遥控单元/数据记录仪。图11示出了本发明的已经结合图10说明的包括GNSS模块15的移动瞄具的俯视图，在这里，移动瞄具的所有组成部分被集成在手持式仪器3中。此时，GNSS天线12’’又被集成到GNSS模块15中。另外，设有电子图形显示器9、位于底侧的摄像机、用于确定仪器的俯仰和翻滚角的传感器16以及自动(尤其是自对中或者摇摆悬挂地)铅垂指向下的激光指示器23。根据本发明，如图12所示的显示器9通过图像处理分析单元，依据对摄像机5相对于目标(即GNSS天线12’’)的固定位置关系以及摄像机的规定拍摄方向的了解以及根据当前确定的目标位置、当前所确定的俯仰和翻滚角和当前所确定的方位取向，针对一个或多个位于摄像机5视界内的且其空间坐标是已知的待标测目标点或待测目标点,推导出在摄像机图像内的位置并且根据在该摄像机图像内的位置产生用于所述一个或多个目标点的标记20’ ,并与摄像机图像叠加地将其显示在显示器9。指明对应于当前GNSS天线位置的地面位置通过激光指示器23来实现，它为此发射出一道自动垂直指向下的定向激光，因此将一个激光斑投射到地面。投射到地面的激光斑也由该摄像机拍到并可作为光斑13’在显示于该显示器9上的摄像机图像上看到。现在，使用者可以如在图10所示的应用场合中看到的那样以简单方式如此挪动和前移该移动瞄具以便标测该目标点，即对应于搜索目标点位置叠加在摄像机图像上的目标点标记20’与投射于地面且可在摄像机图像中看到的激光斑13’重合。作为如图9-11所示的、通过激光指示器指明对应于当前GNSS天线位置的地面位置的方式的替代方式，可以如图12所示也在对应于当前GNSS天线位置的地面位置13’上叠加在摄像机图像上地显现一个标记如十字线22。此时有利的是，对于在通过垂直投射该GNSS天线位置到地面而得到的地面位置13’上相应显现十字线22，也考虑仪器3的由传感器16确定的当前俯仰和翻滚角。如果该仪器保持略微倾斜就位并因此在铅垂方向上位于GNSS天线下方的地面点确切说成像摄像机图像内的下边缘处，则该十字线也相应地在摄像机图像内的下边缘处显现以指明对应于当前GNSS天线位置的地面点并且相应叠加在如显示器9所示的摄像机图像上。根据仪器3的当前俯仰和翻滚角(即根据使用者当前如何手持该仪器)的不同，于是可以如此“实况”且连续地调整并跟踪在摄像机图像内的十字线22位置，S卩，十字线总是指明在铅垂方向上直接位于GNSS天线(或该仪器的其它规定参考点)下方的地面点13，。与根据图9-11的实施方式的真实产生指明地面点13’的地面激光斑时相似，使用者现在可以又以简单方式如此挪动移动瞄具和前移以便标测该目标点，即，对应于搜索目标点位置地叠加在摄像机图像上的目标点标记20’位于显现的十字线22的中心。在到达此最终位置后，使用者随后保持仪器3正好铅垂地在搜索待测目标点的上方。当然，所示的附图只示意表示了可能有的实施例。不同的做法也可以相互组合以及与现有技术的方法组合。
权利要求
1.一种测量系统，其具有: 用于在规定坐标系内确定目标位置的位置确定单元(2，2’)，尤其是总站或GNSS模块，以及 用于在该坐标系内标测和/或位置确定该目标点(20)的移动瞄具(1)， 其中，该瞄具⑴具有: -测量杆(11)，能够使该测量杆的下端接触目标点； -目标(12，12’，12’’)，其能够安装在该测量杆(11)上且其目标位置能够被高精度确定，尤其是该目标(1 2，12’，12’’)被构成为能够结合总站(2)来测量的测量反射器(12’)或与该位置确定单元(2’)的GNSS模块处于数据连接的GNSS天线(12’ ’)， -用于该测量系统的手持式遥控单元(3)，其中，该遥控单元(3)具有电子图形显示器(9)并且能够如此插装在该测量杆(11)的承座上，即，该遥控单元(3)在插装状态中相对于安装在该测量杆(11)上的目标(12，12’ ,12")处于固定的位置关系， 其特征是， -该遥控单元(3)具有用于在规定拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机(5)，和 -设有与该位置确定单元(2，2’)和该摄像机(5)处于数据连接的图像处理分析单元，通过该图像处理分析单元并结合对该固定的位置关系和该规定拍摄方向的了解以及根据所确定的目标位置，在该坐标系内使该摄像机(5)的图像数据与所述目标点(20)空间关联起来。
2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征是，该摄像机(5)、该显示器(9)、该位置确定单元(2，2’)以及该图像处理分析单元如此形成并如此互相合作，即，依据当前所确定的、针对一个或多个待标测或者说被测的目标点(20)的目标位置推导出在摄像机图像内的目标点位置，所述目标点位于摄像机(5)视界内并且所述目标点的空间坐标是已知的，并且用于所述一个或多个目标点(20)的标记(20’)根据摄像机图像内的目标点位置按照与该摄像机图像叠加的方式被显示在该显示器(9)上。
3.根据权利要求1或2所述的测量系统，其特征是，为了推导在该摄像机图像内的目标点位置，采用了并且同时顾及到数字地面模型，尤其是其中，设有传感器，用以测定位于该摄像机视界内的陆地的数字地面模型，具体是RM传感器或者立体摄影测量模块。
4.根据权利要求1至3之一所述的测量系统，其特征是，该摄像机(5)、该显示器(9)、该位置确定单元(2，2’)以及该图像处理分析单元是如此形成并如此互相合作，即，该摄像机(5)所拍摄的连串影片在该显示器(9)上被实况显示，并且同时，按照与所显示的连串影片叠加的方式，根据当前确定的目标位置在该摄像机图像内标出一个或多个其空间坐标已知的待标测目标点或被测目标点(20)并在该显示器(9)上加以显示。
5.根据权利要求1至4之一所述的测量系统，其特征是，该摄像机(5)和该显示器(9)如此安置在该遥控单元(3)上并如此取向，即，对于使用者来说可允许利用摄像机(5)俯瞰陆地地面,其中， -或是该显示器(9)的面法线的取向基本上平行于该摄像机的拍摄方向，尤其是其中，该显示器(9)的光轴和该摄像机(5)的光轴基本上同轴取向，但视向彼此相反， -或是该显示器(9)的面法线以介于10° 45°之间且尤其是30°的角度相对于该摄像机的拍摄方向倾斜地取向，并且尤其是，该摄像机(5)如此取向，即，在该遥控单元(3)插装在该测量杆(11)上的状态中，该测量杆(11)的下端(13)位于该摄像机(5)的视界内。
6.根据权利要求1至5之一所述的测量系统，其特征是，在该遥控单元(3)安装在该测量杆(11)上的状态中，通过该测量杆(11)的结构来保证该遥控单元(3)相对于所安装的目标(12，12’，12’’)的固定的位置关系，尤其是其中，借助以下机构中的至少一个来提供该固定的位置关系给该图像处理分析单元: -存储器，该固定的位置关系存储在该存储器中， -位置关系确定机构，其能够确定该遥控单元(3)距目标(12，12’ ,12")的当前间距和/或该遥控单元(3)的当前取向尤其是方位取向和/或仰角取向，具体说，在这里该位置关系确定机构具有间距传感器和/或被整合到该遥控单元(3)中的指南针和/或被整合到该遥控单元(3)中的倾斜度传感器， -输入机构，从而能够由使用者输入与该固定的位置关系有关的数据， -在该测量杆(11)尤其是承座上以电子方式或图形方式存储的数据记录，该数据记录包含与由该测量杆(11)保证的固定的位置关系有关的信息，和设于该遥控单元(3)内的读取机构，从而能够在该遥控单元侧读取该数据记录。
7.一种用于根据前述权利要求之一所述的测量系统的移动瞄具(1)，其具有: -测量杆(11)，能够使该测量杆的下端(13)接触目标点， -能够安装在该测量杆(11)上且其目标位置能够被高精度确定的目标(12，12’，12’’)，尤其在这里，该目标(12，12’，12’’)构成为能够结合总站(2)来测量的测量反射器(12’)或者与该位置确定单元(2’)的GNSS模块处于数据连接的GNSS天线(12’)， -用于该测量系统的手持式遥控单元(3)，其中，该遥控单元(3)具有电子图形显示器(9)并且能够如此插装在该测量杆(11)的承座上，即，在插装状态中，该遥控单元(3)处于相对于安装在该测量杆(11)上的目标(12，12’，12’’)的固定的位置关系中， 其特征是， -该遥控单元(3)具有用于在规定拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机(5)， -设有与该位置确定单元(2，2’)和该摄像机(5)处于数据连接中的图像处理分析单元，通过该图像处理分析单元并结合对该固定的位置关系和该规定的拍摄方向的了解以及根据所确定的目标位置，在该坐标系内使该摄像机(5)的图像数据与所述目标点(20)空间关联起来。
8.根据权利要求7所述的移动瞄具(I)，其特征是，该摄像机(5)和该显示器(9)如此安置在该遥控单元(3)上并如此取向，即，对使用者来说，允许借助摄像机(5)来俯瞰陆地地面，其中，该显示器(9)的面法线的取向基本上平行于该摄像机(5)的拍摄方向，尤其是其中，该显示器(9)的光轴和该摄像机(5)的光轴基本上同轴取向，但视向彼此相反。
9.根据权利要求7或8所述的移动瞄具(I)，其特征是，该摄像机(5)如此取向，S卩，在遥控单元(3)插装在该测量杆(11)上的状态中，该测量杆(11)的下端(13)位于该摄像机(5)的视界内。
10.根据权利要求7至9之一所述的移动瞄具，其特征是，在该遥控单元(3)插装在该测量杆(11)上的状态中，通过该测量杆(11)的结构来保证该遥控单元(3)相对于所安装的目标(12，12’ ,12")的固定的位置关系，尤其是其中，能够借助以下机构中的至少一个提供该固定的位置关系给该图像处理分析单元: -存储器，所述固定的位置关系存储在该存储器内， -位置关系确定机构，其能够确定该遥控单元(3)距该目标(12，12’ ,12")的当前距离和/或该遥控单元(3)的当前取向尤其是方位取向和/或仰角取向，具体说，在这里，该位置关系确定机构具有间距传感器和/或被整合到该遥控单元(3)中的指南针和/或被整合到该遥控单元(3)中的倾斜度传感器， -输入机构，从而能够由使用者输入与该固定的位置关系有关的数据， -在该测量杆(11)尤其是承座上以电子方式或图形方式存储的数据记录，该数据记录包含与由该测量杆(11)保证的固定的位置关系有关的信息，和设置在该遥控单元(3)内的读取机构，从而能够在遥控单元侧读取该数据记录。
11.一种用于根据权利要求7至10之一所述的移动瞄具(I)的手持式遥控单元(3)，其中，该遥控单元(3)具有电子图形显示器(9)并且能够如此插装在该移动瞄具(I)的该测量杆(11)的承座上，即，该遥控单元(3)在插装状态中相对于安装在该测量杆(11)上的目标(12，12’ ,12")处于固定的位置关系中， 其特征是，-该遥控单元(3)具有用于在规定拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机(5)，和-与该位置确定单元和该摄像机(5)处于数据连接中的图像处理分析单元，通过该图像处理分析单元并结合对该固定的位置关系和该规定的拍摄方向的了解以及根据所确定的目标位置，在该坐标系中使该摄像机(5)的图像数据与所述目标点(20)空间关联起来。
12.根据权利要求11所述的手持式遥控单元(3)，其特征是，该摄像机(5)和该显示器(9)如此安置在该遥控单元(3)上`并如此取向，即，对于使用者来说，允许借助该摄像机(5)俯瞰陆地地面，其中，该显示器(9)的面法线的取向基本上平行于该摄像机(5)的拍摄方向，尤其是其中，该显示器(9)的光轴和该摄像机(5)的光轴基本上同轴取向，但视向彼此相反。
13.根据权利要求11或12所述的手持式遥控单元(3)，其特征是，该摄像机(5)如此取向，即，在该遥控单元⑶安装在该测量杆(11)上的状态中，该测量杆(11)的下端(13)位于该摄像机(5)的视界内。
14.一种利用根据权利要求1至6之一所述的测量系统来标测和/或确定目标点(20)的位置的方法，其包括以下步骤: -将手持式遥控单元(3)连同安装在其上的摄像机(5)插装在测量杆(11)上，能够使该测量杆的下端(13)接触到目标点，其中，该遥控单元(3)按照相对于装在该测量杆(11)上的目标(12，12’ ,12")的固定的位置关系来安置， -建立或者说保证用于在移动瞄具(I)尤其是遥控单元(3)与位置确定单元(2，2’)之间的数据交换的连接， -使该摄像机(5)对准在此要标测或要测量的目标点(20)的陆地地面，并且拍摄图像并在该遥控单元(3)的显示器(9)上连续地或按规定时间间隔显示该图像， -将相对于规定目标点(20)和/或用于规定目标点(20)位置的标记(20’)的、尤其借助箭头的方向指示(21，dx，dy)和/或距离指示显现在该显示器(9)内的摄像机(5)图像中，-引导该瞄具(I)，直到获得该图像(13’，20’’)与用于该规定的目标点(20)位置的标记(20’)重合， -标测或确定该目标点(20)位置,和 -可选的是，借助该摄像机(5)实时拍摄并存储被标测或位置确定的目标点(20)的图像。
15.一种测量系统，其具有集成在结构紧凑的手持式仪器中的移动瞄具(I)，用以标测和/或位置确定在规定的坐标系内的目标点(20)，其中，该瞄具具有: -构成为位置确定单元的GNSS模块(15)，其具有构成为目标的集成式GNSS天线(12’ ’)，用以确定在该坐标系内的目标位置， -电子图形显示器( 9)， 其特征是， 该瞄具还具有: -摄像机(5)，其用于在规定的、在该手持式仪器的工作位置上大致竖直向下的拍摄方向上拍摄摄像机图像， -双轴倾斜度测量仪(16)，其用于确定该仪器的俯仰和翻滚角(35，36)， -取向确定单元，其用于确定该仪器的方位取向(31)，其中，该方位取向尤其是对应于该仪器的偏航角，和 -图像处理分析单元，其是如此构成的，即，结合对摄像机(5)相对于目标的固定位置关系和该摄像机(5)的规定拍摄方向的了解以及根据当前所确定的目标位置、当前所确定的俯仰和翻滚角(35，36)和当前所确定的方位取向(31)，针对一个或多个位于该摄像机(5)视界内的其空间坐标已知的待标测目标点或被测目标点(20)，推导出在摄像机图像内的位置，并且用于所述一个或多个目标点(20)的标记(20’)根据在摄像机图像内的位置按照与该摄像机图像叠加的方式被显示在该显示器(9)上。
全文摘要
本发明涉及一种测量系统，具有用于确定目标位置的位置确定单元(2,2')和用于标测目标点(20)的移动瞄具(1)。瞄具(1)具有包括可高精度定位的目标(12,12',12'')的测量杆(11)和手持式遥控单元(3)。遥控单元(3)具有电子图形显示器(9)并可如此插装在测量杆(11)的承座中，即遥控单元(3)在插装状态中相对于安装在测量杆(11)上的目标(12,12',12'')处于固定位置关系。根据本发明，该遥控单元(3)具有用于在规定拍摄方向上拍摄摄像机图像的摄像机(5)。另外，设有与该位置确定单元(2,2')和该摄像机(5)处于数据连接的图像处理分析单元，其根据对固定位置关系和规定拍摄方向的了解以及根据确定的目标位置，在该坐标系内使摄像机(5)的图像数据与所述目标点空间关联起来。
文档编号G01C15/00GK103119396SQ201180044815
公开日2013年5月22日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年9月16日
发明者H-M·佐格, W·莱恩哈特, D·尼德尔, N·科特祖尔 申请人:莱卡地球系统公开股份有限公司