基准尺、基准尺的制作方法以及基准尺的使用方法与流程

1.本申请涉及测量领域，特别是涉及一种基准尺、基准尺的制作方法以及基准尺的使用方法。


背景技术：

2.在摄影测量技术领域中，基准尺常作为一种测量工具，用于相机标定中。因此基准尺的精度也将影响到测量结果的准确性，而对基准尺本身长度的测量又将影响基准尺饿精度。在目前的技术中，常通过在该基准尺两端各设置一个标记点，以该两个标记点之间的距离作为基准尺的长度。这种通过两个坐标确定距离的方式，易受到标记点识别精度的影响，从而导致基准尺的长度测量的精度下降。
3.针对相关技术中存在基准尺精度受到标记点精度影响，而导致基准尺精度稳定性不高的问题，目前还没有提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.在本实施例中提供了一种基准尺、基准尺的制作方法以及基准尺的使用方法，以解决相关技术中由标记点精度导致的基准尺精度稳定性不高的问题。
5.第一个方面，在本实施例中提供了一种基准尺，应用于计量系统中，所述基准尺具有第一端部和第二端部，所述第一端部设置有第一标记单元和第一编码单元，所述第二端部设置有第二标记单元和第二编码单元，其中，所述第一标记单元和所述第二标记单元对称设置，所述第一编码单元和所述第二编码单元对称设置，所述第一标记单元与所述第一编码单元相邻设置，所述第二标记单元与所述第二编码单元相邻设置；所述第一编码单元包含至少一个第一编码点，所述第二编码单元包含至少一个第二编码点；所述第一标记单元包含至少一个第一标记点，所述第二标记单元包含至少一个第二标记点，所述第一标记点与所述第二标记点对称设置。
6.在其中的一些实施例中，所述第一标记单元和所述第二标记单元的标记点数量均不小于三个。
7.在其中的一些实施例中，所述第一标记单元和所述第二标记单元的标记点数量均为九个。
8.在其中的一些实施例中，所述第一编码单元和所述第二编码单元设置于所述第一标记单元和所述第二标记单元之间。
9.在其中的一些实施例中，所述第一编码单元的图案与所述第二编码单元的图案相同。
10.第二个方面，在本实施例中提供了一种基准尺的制作方法，所述基准尺为上述第一个方面中的基准尺，所述方法包括：
11.分别确定所述第一标记单元中第一标记点组成的第一标记点序列，第二标记单元中第二标记点组成的第二标记点序列；
12.将所述第一标记点序列和所述第二标记点序列作为所述基准尺两端用于测量的标记点。
13.在其中的一些实施例中，所述分别获取所述第一标记单元的第一标记点序列，第二标记单元的第二标记点序列，包括：
14.分别确定所述第一编码单元中的第一水平射线和第一垂直射线，以及所述第二编码单元中的第二水平射线和第二垂直射线；
15.将所述第一标记单元中与所述第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点，以及所述第一标记单元中与所述第一垂直射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点，组合成所述第一标记点序列；
16.将所述第二标记单元中与所述第二水平射线的第三位置关系符合预设的第三位置条件的标记点，以及所述第二标记单元中与所述第二垂直射线的第四位置关系符合预设的第四位置条件的标记点，组合成所述第二标记点序列。
17.在其中的一些实施例中，所述第一标记单元中与所述第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点包括：
18.在所述第一标记单元中与所述第一水平射线距离最小的第一预设数量个标记点；
19.所述第二标记单元中与所述第二水平射线的第三位置关系符合预设的第三位置条件的标记点包括：
20.在所述第二标记单元中与所述第二水平射线距离最小的第二预设数量个标记点。
21.在其中的一些实施例中，所述第一标记单元中与所述第一垂直射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点包括：
22.在所述第一标记单元中，与所述第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点之外的，与所述第一垂直射线的角度关系满足预设的第一角度关系条件的标记点；
23.所述第二标记单元中与所述第二垂直射线的第四位置关系符合预设的第四位置条件的标记点包括：
24.在所述第二标记单元中，与所述第二水平射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点之外的、与所述第二垂直射线的角度关系满足预设的第二角度关系条件的标记点。
25.第三个方面，在本实施例中提供了一种基准尺的使用方法，用于上述第一个方面的基准尺，所述方法包括：
26.根据预设的精度阈值，对所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中的标记点进行筛选，将未达到所述精度阈值的标记点从所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中移除；
27.为筛选后保留的所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中的标记点匹配对应的标记点坐标；
28.计算所述第一标记点序列中的标记点坐标和所述第二标记点序列中的标记点坐标之间的平均距离，并将所述平均距离作为所述基准尺的距离。
29.上述实施例提供了一种基准尺、基准尺的制作方法以及基准尺的使用方法，其中的基准尺，具有第一端部和第二端部，第一端部设置有第一标记单元和第一编码单元，第二
端部设置有第二标记单元和第二编码单元，其中，第一标记单元和第二标记单元对称设置，第一编码单元和第二编码单元对称设置，第一标记单元与第一编码单元相邻设置，第二标记单元与第二编码单元相邻设置，第一编码单元包含至少一个第一编码点，第二编码单元包含至少一个第二编码点，第一标记单元包含至少一个第一标记点，第二标记单元包含至少一个第二标记点，第一标记点与第二标记点对称设置，该结构能够提高获取基准尺距离的准确度和稳定性，从而提高了基准尺的精度。
30.本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
31.此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
32.图1是本申请实施例的基准尺结构示意图；
33.图2是本申请实施例的基准尺的制作方法的流程图；
34.图3是本申请实施例的基准尺的使用方法的流程图。
具体实施方式
35.为更清楚地理解本申请的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例，对本申请进行了描述和说明。
36.除另作定义外，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应具有本申请所属技术领域具备一般技能的人所理解的一般含义。在本申请中的“一”、“一个”、“一种”、“该”、“这些”等类似的词并不表示数量上的限制，它们可以是单数或者复数。在本申请中所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体，其目的是涵盖不排他的包含；例如，包含一系列步骤或模块(单元)的过程、方法和系统、产品或设备并未限定于列出的步骤或模块(单元)，而可包括未列出的步骤或模块(单元)，或者可包括这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或模块(单元)。在本申请中所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并不限定于物理的或机械连接，而可以包括电气连接，无论是直接连接还是间接连接。在本申请中所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。通常情况下，字符“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系。在本申请中所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等，只是对相似对象进行区分，并不代表针对对象的特定排序。
37.在本实施例中提供了一种基准尺10，如图1所示，基准尺10具有第一端部和第二端部，第一端部设置有第一标记单元11和第一编码单元12，第二端部设置有第二标记单元13和第二编码单元14，其中，第一标记单元11和第二标记单元13对称设置，第一编码单元12和第二编码单元14对称设置，第一标记单元11与第一编码单元12相邻设置，第二标记单元13与第二编码单元14相邻设置；第一编码单元12包含至少一个第一编码点，第二编码单元14包含至少一个第二编码点；第一标记单元11包含至少一个第一标记点，第二标记单元13包含至少一个第二标记点，第一标记点与第二标记点对称设置。
38.其中，基准尺10的第一端部和第二端部分别对应该基准尺10的左右两端。第一标
记单元11与第二标记单元13相对基准尺的中心轴对称设置，第一编码单元12与第二编码单元14相对基准尺的中心轴对称设置，其中，第一编码单元12与第二编码单元14位于第一标记单元11和第二标记单元13之间。具体地，第一标记单元11和第二标记单元13用于为基准尺提供基准距离，第一编码单元12和第二编码单元14分别用于对第一标记单元11和第二标记单元13中的标记点进行定位。其中，第一编码单元和第二编码单元中编码点的排列方式可以相同也可以不同。进一步地，第一标记单元11中包含至少一个第一标记点，第二标记单元13中包含至少一个第二标记点，且该第一标记点与该第二标记点对称设置，从而能够基于第一标记点和第二标记点确定基准尺的长度。
39.另外地，为了提高基准尺10的精度，可以分别在第一标记单元11和第二标记单元13中设置至少3个第一标记点和至少3个第二标记点。另外地，在利用扫描仪获取基准尺10的距离时，由于基准尺10两端的第一标记单元11和第二标记单元13中可能存在其他点的干扰，而对基准尺10两端的第一标记点和第二标记点的标记点坐标确定造成干扰，从而降低基准尺10的精度。因此，需要通过第一编码单元12对第一标记单元11中的第一标记点进行定位，通过第二编码单元14对第二标记单元13中的第二标记点进行定位。其中，利用第一编码单元12对第一标记单元11中的标记点进行定位，与第二编码单元14对第二标记单元13中的标记点进行定位的方式是相似的，接下来以第一编码单元12对第一标记单元11中的标记点定位进行说明。
40.在第一编码单元12中分别由其中的编码点确定一条由第一编码单元12指向第一标记单元11的第一水平射线，以及与该第一水平射线垂直的第一垂直射线。其中，当该第一水平射线经过第一标记单元11时，将该第一标记单元11中与该第一水平射线距离最近的预设数量的点作为该第一标记单元11中部分的第一标记点。并按照该预设数量的点与第一水平射线的距离进行排序。接下来，基于已确定的第一标记点，从第一标记单元11中剩余的点中，确定与第一垂直射线的角度关系满足预设条件的其他第一标记点。例如，利用扫描仪从第一标记单元11中获取到至少9个点，首先确定与第一水平射线垂直射线最近的3个点，按照与第一水平射线的垂直距离从小到大进行排序，依次设置为p1、p2以及p3。接下来，从第一标记单元11剩余的点中遍历寻找与p2距离最近的6个点，作为该第一标记单元11剩余的第一标记点。具体地，将该6个点与第一水平射线上的某个编码点连接，按照该6个点与该编码点的连续与第一垂直射线形成的夹角对该6个点进行排序，分别设置为p4、p5、p6、p7、p8以及p9，并与p1至p3合并，最终得到该第一标记单元11的第一标记点序列。
41.在获得该基准尺10第一标记单元11中的第一标记点序列，和第二标记单元12中的第二标记点序列后，将预先获取的标记点坐标与第一标记点序列和第二标记点序列进行匹配，并根据第一标记点序列和第二标记点序列中每个标记点对应的标记点坐标，求得第一标记单元11与第二标记单元13之间的平均距离，将该平均距离作为基准尺10的距离。具体地，由于第一标记单元11中的第一标记点与第二标记单元13中的第二标记点对称设置，因此可以根据标记点坐标计算第一标记点与其对称的第二标记点之间的距离，根据所有的第一标记点与其对称的第二标记点之间的距离来计算第一标记单元11与第二标记单元13之间的平均距离。另外地，还可以在根据所有第一标记点的标记点坐标获得第一标记单元11中的第一平均坐标，以及根据所有第二标记点的标记点坐标获得第二标记单元13中的第二平均坐标后，根据该第一平均坐标和第二平均坐标计算该基准尺的距离。
42.上述基准尺，具有第一端部和第二端部，第一端部设置有第一标记单元和第一编码单元，第二端部设置有第二标记单元和第二编码单元，其中，第一标记单元和第二标记单元对称设置，第一编码单元和第二编码单元对称设置，第一标记单元与第一编码单元相邻设置，第二标记单元与第二编码单元相邻设置，第一编码单元包含至少一个第一编码点，第二编码单元包含至少一个第二编码点，第一标记单元包含至少一个第一标记点，第二标记单元包含至少一个第二标记点，第一标记点与第二标记点对称设置，该结构能够提高获取基准尺距离的准确度和稳定性，从而提高了基准尺的精度。
43.在一个实施例中，第一标记单元11和第二标记单元13的标记点数量均不小于三个。
44.具体地，该第一标记单元11与第二标记单元13中均包含3个以上的标记点，可以通过多个标记点来确定基准尺10的长度，并提高了基准尺10距离计算的稳定性。其中，多点可以相互校验，并增加了物理平面约束，能够剔除精度不符要求的点，进而提高基准尺10的精度。
45.进一步地，可以将第一标记单元11中获取到的多点拟合为一个平面，计算该第一标记单元11中每个点到该平面的距离，将与该平面的距离大于预设的阈值的点剔除。并重新利用剩余的点拟合成平面，将与该新拟合的平面的距离大于预设的阈值的点剔除，反复进行平面拟合直到该第一标记单元11中所有的点与拟合的平面的距离小于预设的阈值。
46.进一步地，在一个实施例中，第一标记单元11和第二标记单元13的标记点数量均为九个。
47.具体地，可以分别将九个第一标记点均匀设置于第一标记单元11，九个第二标记点均匀设置于第二标记单元13中。
48.另外地，在一个实施例中，第一编码单元12和第二编码单元14设置于第一标记单元11和第二标记单元13之间。
49.另外地，在一个实施例中，第一编码单元12的图案与第二编码单元14的图案相同。
50.其中，第一编码单元12的图案指的是第一编码单元12中的第一编码点的排列方式，第二编码单元14的图案指的是第二编码单元14中的第二编码点的排列方式。
51.上述基准尺，第一标记单元与第二标记单元的标记点数量均不小于三个，从而可以利用多点识别剔除精度不符合阈值的点，将第一编码单元和第二编码单元设置于第一标记单元和第二标记单元之间，将第一标记单元与第二标记单元设置于基准尺两个端部的外侧，从而能够使第一标记单元与第二标记单元之间的平均距离更接近基准尺的实际长度，进而提高了基准尺距离测量的准确度，提高了基准尺的精度。
52.在本实施例中提供了一种基准尺10的制作方法，如图1所示，该流程包括如下步骤：
53.步骤s210，分别确定第一标记单元11中第一标记点组成的第一标记点序列，第二标记单元13中第二标记点组成的第二标记点序列。
54.其中，该第一标记点序列是以第一标记单元11中第一标记点与第一编码单元12中的编码点的位置关系来进行排序的。第二标记点序列是以第二标记单元13中第二标记点与第二编码单元14中的编码点的位置关系来进行排序的。其中，第一标记点序列中的第一标记点与第一编码单元12中第一编码点的位置关系，以及第二标记点序列中的第二标记点与
第二编码单元14中第二编码点的位置关系均符合预先设置的位置关系条件。
55.例如，可以从第一编码单元12中由两个编码点确定第一水平射线和第一垂直射线。具体地，该第一水平射线将该基准尺的高度一分为二，该第一垂直射线与该第一水平射线相互垂直。该第一标记点序列具体可以分别设置于该第一水平射线上、该第一水平射线与基准尺10的上边沿线之间、以及该第一水平射线与基准尺10的下边沿线之间。将该第一水平射线在第一标记单元11经过的区域中设置预设数量的第一标记点。其中，位于该第一水平射线与该上边沿线之间的第一标记点，以及位于该第一水平射线与该下边沿线之间的第一标记点，均可以由第一垂直射线来确定其序列。因此根据该第一标记点序列与第一水平射线、第一垂直射线之间的位置关系，能够将该第一标记点序列与重建得到的标记点坐标一一对应。同样地，也可以利用第二编码单元14中的第二水平射线来设置第二标记单元13中的第二标记点。
56.步骤s220，将第一标记点序列和第二标记点序列作为基准尺两端用于测量的标记点。
57.通过上述步骤s210至步骤s220，分别确定第一标记单元11中第一标记点组成的第一标记点序列，第二标记单元13中第二标记点组成的第二标记点序列，将第一标记点序列和第二标记点序列作为基准尺10两端用于测量的标记点，能够提高基准尺10距离测量的准确度，进而提高基准尺10的精度。
58.进一步地，在一个实施例中，基于上述步骤s210，分别获取第一标记单元11的第一标记点序列，第二标记单元13的第二标记点序列，具体包括以下步骤：
59.步骤s211，分别确定第一编码单元12中的第一水平射线和第一垂直射线，以及第二编码单元14中的第二水平射线和第二垂直射线。
60.其中，第一水平射线由第一编码单元12中某一第一编码点指向第一标记单元11，且该第一水平射线将该基准尺10的高度一分为二。第一垂直射线从基准尺10的下边沿指向基准尺10的上边沿，且与第一水平射线相交于第一编码单元12中的某一第一编码点。同样地，第二水平射线由第二编码单元14中某一第二编码点指向第二标记单元13，且该第二水平射线也将该基准尺10的高度一分为二。第二垂直射线从基准尺10的下边沿指向基准尺10的上边沿，且与第二水平射线相交于第二编码单元14中的某一第二编码点。
61.步骤s212，将第一标记单元11中与第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点，以及第一标记单元11中与第一垂直射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点，组合成第一标记点序列。
62.具体地，在第一标记单元11中，分别有若干第一标记点设置于第一水平射线上、第一水平射线与基准尺10上边沿线之间以及第一水平射线与基准尺10下边沿线之间。其中，位于第一水平射线上的第一标记点，可以按照与第一编码单元12的距离远近进行水平设置。该第一位置关系可以为与该第一水平射线的距离。第一位置条件用于限定与该第一水平射线的距离最小的标记点的数量。另外，与第一垂直射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点，可以为第一标记单元11中设置于第一水平射线之外的其他第一标记点。其中，该第二位置关系可以为其他第一标记点与该第一垂直射线上某点的连线，与该第一垂直射线的夹角，也可以为其他第一标记点与该第一垂直射线上某特定点的距离。第二位置条件用于限定与该第一垂直射线的夹角，或者与该第一垂直射线上某特定点的距离最
小的标记点的数量。由于在第一标记单元11中，位于第一水平射线之外的第一标记点也可以水平设置，因此其距离第一编码单元越远，其与第一垂直射线上特定点的连线，与该第一垂直射线所形成的夹角将越大。
63.步骤s213，将第二标记单元13中与第二水平射线的第三位置关系符合预设的第三位置条件的标记点，以及第二标记单元13中与第二垂直射线的第四位置关系符合预设的第四位置条件的标记点，组合成第二标记点序列。
64.与上述第一标记单元11中的第一标记点分布类似。在第二标记单元13中，符合第三位置条件的标记点为与第二水平射线的距离最小的预设数量的第二标记点，一般可以为第二标记单元13中位于第二水平射线上的第二标记点。符合第四位置条件的标记点可以为设置于第二水平射线以外的，与第二垂直射线上某一特定点的连续，与该第二垂直射线所形成的夹角最小的预设数量的第二标记点。
65.在一个实施例中，基于上述步骤，第一标记单元11中与第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点包括：在第一标记单元11中与第一水平射线距离最小的第一预设数量个标记点；第二标记单元13中与第二水平射线的第三位置关系符合预设的第三位置条件的标记点包括：在第二标记单元13中与第二水平射线距离最小的第二预设数量个标记点。
66.在一个实施例中，基于上述步骤，第一标记单元11中与第一垂直射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点包括：在第一标记单元11中，与第一水平射线的第一位置关系符合预设的第一位置条件的标记点之外的，与第一垂直射线的角度关系满足预设的第一角度关系条件的标记点；第二标记单元13中与第二垂直射线的第四位置关系符合预设的第四位置条件的标记点包括：在第二标记单元13中，与第二水平射线的第二位置关系符合预设的第二位置条件的标记点之外的、与第二垂直射线的角度关系满足预设的第二角度关系条件的标记点。
67.在本实施例中还提供了一种基准尺的使用方法，用于上述实施例的基准尺，如图3所示，包括以下步骤：
68.步骤s310，根据预设的精度阈值，对所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中的标记点进行筛选，将未达到所述精度阈值的标记点从所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中移除。
69.步骤s320，为筛选后保留的所述第一标记点序列和所述第二标记点序列中的标记点匹配对应的标记点坐标。
70.步骤s330，计算所述第一标记点序列中的标记点坐标和所述第二标记点序列中的标记点坐标之间的平均距离，并将所述平均距离作为所述基准尺的距离。
71.上述基准尺的使用方法，通过将未达到预设的精度阈值的标记点从第一标记点序列和第二标记点序列中移除，为第一标记点序列和第二标记点序列中的标记点匹配对应的标记点坐标，计算第一标记点序列中的标记点坐标和第二标记点序列中的标记点坐标之间的平均距离，并将平均距离作为基准尺的距离。其实现了利用标记点序列来计算基准尺距离的方法，提高了基准尺距离测量的准确度。
72.应该明白的是，这里描述的具体实施例只是用来解释这个应用，而不是用来对它进行限定。根据本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在不进行创造性劳动的情况下
得到的所有其它实施例，均属本申请保护范围。
73.显然，附图只是本申请的一些例子或实施例，对本领域的普通技术人员来说，也可以根据这些附图将本申请适用于其他类似情况，但无需付出创造性劳动。另外，可以理解的是，尽管在此开发过程中所做的工作可能是复杂和漫长的，但是，对于本领域的普通技术人员来说，根据本申请披露的技术内容进行的某些设计、制造或生产等更改仅是常规的技术手段，不应被视为本申请公开的内容不足。
[0074]“实施例”一词在本申请中指的是结合实施例描述的具体特征、结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。该短语出现在说明书中的各个位置并不一定意味着相同的实施例，也不意味着与其它实施例相互排斥而具有独立性或可供选择。本领域的普通技术人员能够清楚或隐含地理解的是，本申请中描述的实施例在没有冲突的情况下，可以与其它实施例结合。
[0075]
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。