三次元测定方法及测量系统的制作方法_3

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>[0063]如上所述,基于固定设置的全站仪I的测定结果来合成由所述移动测定机2取得的三次元数据,由此,复杂形状的测定对象物的测定、在复杂地形的测定对象物的测定能在不变更所述全站仪I的设置位置的情况下实行。
[0064]能仅通过在一处设置所述全站仪I来简便地制作测定对象物全体的3D模型。此夕卜,由于使用可携带的所述移动测定机2来进行测定,所以能提供机动性高的三次元测量系统。
[0065]再有,也可以向所述移动测定机2侧发送由所述全站仪I所测定的结果,通过所述副测定部11将由该副测定部11取得的三次元数据变换为基准坐标系的三次元数据,制作测定对象物全体的3D模型。
[0066]进而,也可以使所述移动测定机2作为数据收集装置起作用,将收集的数据输入到另外准备的PC等,由该PC取得将所述移动测定机2作为基准的副坐标系中的所述测定对象9的三次元数据,进而由所述PC制作测定对象物全体的3D模型。此外,也可以使用多个所述移动测定机2来使得能够测定更广范围。
[0067]接下来,作为该移动测定机2,可使用各种形式的移动测定机。
[0068]图5 (A) ~图5 (D)例示了可使用的多种形式的移动测定机。
[0069]首先,图5 (A)示出了作为图1所示的所述副测定部11代替摄像装置而使用了激光测距器31的移动测定机51。
[0070]在该移动测定机51中,为了更加提高便携性、操作性而在把手构件30呈一体设置了所述激光测距器31、全向棱镜12、以及姿态检测器13。
[0071]能通过使用所述激光测距器31来立即取得到测定点为止的距离。进而,能通过添加所述姿态检测器13的检测结果来取得将所述激光测距器31作为基准的所述测定点的三次元坐标。再有,所述全向棱镜12将来自所述全站仪I的测距光14a朝向该全站仪11反射,该全站仪I测定所述移动测定机51的位置。因而,所述激光测距器31测定的测定点的三次元坐标能坐标变换为所述全站仪I的基准坐标系。
[0072]图5 (B)示出了作为副测定部11使用了激光扫描器32的移动测定机52。能通过使用所述激光扫描器32来同时测定多个点,能取得测定对象物的三次元点群数据。该三次元点群数据也能基于所述全站仪I的测定结果而坐标变换为所述基准坐标系的三次元点群数据。
[0073]图5 (C)示出了作为副测定部11使用了激光测距器31和摄像装置33的移动测定机53。在该移动测定机53中,能通过所述激光测距器31来实行测定对象物的距离测定并且取得测定处和周围的图像,而能取得带图像的三次元数据。
[0074]图5 (D)所示的移动测定机54是在远距离操作的小型飞行体(UAV) 35搭载了所述摄像装置33的结构。在所述小型飞行体35进而设置了追踪用的棱镜37,其与所述摄像装置33呈一体设置并且与该摄像装置38的位置关系为已知的。该摄像装置33、所述棱镜37经由平衡环38设置在所述小型飞行体35,所述摄像装置33、所述棱镜37通常保持一定的姿态。
[0075]此外,在所述移动测定机54设置姿态检测器13 (例如,陀螺仪、方位传感器、倾斜传感器等),而检测所述小型飞行体35的飞行姿态并且检测所述摄像装置33的光轴方向。所述移动测定机54在多处对测定对象物进行摄像,取得图像以用于照相测量。
[0076]从所述全站仪I射出追踪光14b,由所述棱镜37反射的追踪光14b被所述追踪部16 (参照图2)光接收,由所述全站仪I对所述移动测定机54进行追踪。
[0077]此外,由所述全站仪I 一边追踪一边测定所述移动测定机54的位置(三次元坐标)。从该全站仪I向所述移动测定机54发射同步信号,基于该同步信号来对由所述移动测定机54进行的摄像和由所述全站仪I进行的测定同步控制。而且,由所述全站仪I测定由所述移动测定机54取得图像的时刻的该移动测定机54的位置。
[0078]基于由所述移动测定机54进行的图像的取得位置、所取得的图像来取得测定对象物的三次元数据,将该三次元数据坐标变换为所述全站仪I的基准坐标系,制作测定对象物全体的3D模型。
[0079]图6示出了作为所述副测定部11使用了所述激光测距器31的情况下的测定作业。
[0080]测定作业者持有所述移动测定机51,在能从所述全站仪I瞄准所述移动测定机51的范围内移动到A地点、B地点、C地点、D地点,在各地点进行测距。A地点、B地点、C地点、D地点的三次元坐标由所述全站仪I测定。因而,由所述移动测定机51测定的测定结果能坐标变换为所述全站仪I的基准坐标系。再有,在作为所述副测定部11使用了具备所述激光扫描器32的所述移动测定机52的情况下,也能同样地进行测定作业。
[0081]图7示出使用了所述移动测定机54的测量系统的测定作业。
[0082]在图7中,41示出作为基地控制装置的PC,42示出控制所述移动测定机54的飞行和摄像的远距离操纵装置。
[0083]所述全站仪I追踪所述移动测定机5,测定该移动测定机54的位置,所测定的位置信息被发送到所述基地控制装置41。此外,所述移动测定机54通过所述摄像装置33 (参照图5 (D))取得图像,图像被发送到所述基地控制装置41。
[0084]所述基地控制装置41设定所述移动测定机54的飞行过程,基于该飞行过程来控制所述移动测定机54的飞行。此外,所述基地控制装置41进行由所述全站仪I进行的所述移动测定机54的位置测定与该移动测定机54的照相摄影的同步控制,将图像与取得图像的位置相关联。
[0085]此外,所述基地控制装置41基于图像来制作将所述移动测定机54作为基准的3D模型,进而基于所述全站仪I的测定结果来制作基准坐标系的3D模型。
[0086]能通过使用所述移动测定机54来制作从上方测定的3D模型。
[0087]图8示出使用了所述移动测定机54和其他任意的移动测定机的测量系统的测定作业。此外,示出了作为其他移动测定机使用了所述移动测定机53的示例。
[0088]再有,因为所述全站仪I追踪所述移动测定机54或所述移动测定机53,所以优选为将由所述移动测定机54进行的测定与由所述移动测定机53进行的测定进行分离。再有,由所述基地控制装置41实行所述移动测定机54的测定与由所述全站仪I进行的测定的同步,同样地,由所述基地控制装置41实行由所述移动测定机53进行的测定与由所述全站仪I进行的测定的同步。
[0089]例如,由所述移动测定机54实行从上方的测定,在取得测定数据之后,实行由所述移动测定机53进行的测定。测定结果分别被发送到所述基地控制装置4。
[0090]在所述基地控制装置41中,基于由所述移动测定机54所得的测定结果来制作将该移动测定机54作为基准的3D模型。基于由所述移动测定机53所得的测定结果来制作将该移动测定机53作为基准的3D模型。
[0091]两个3D模型基于所述全站仪I的测定结果而被坐标变换为基准坐标系,进而被合成为基准坐标系的3D模型。
[0092]为了检测所述移动测定机53的测定姿态、该移动测定机53与所述全站仪I的相对位置、姿态关系,所述移动测定机53具备所述姿态检测器13。
[0093]作为该姿态检测器13的一例,可想到从姿态传感器、加速度传感器、倾斜传感器、方位传感器之中合适被选择的项或其组合等。
[0094]进而,作为其他示例,存在使用偏振光光线的倾斜传感器、使用图像的姿态传感器。
[0095]参照图9,说明了具备使用偏振光光线的倾斜传感器44、使用图像的姿态传感器46的姿态检测器13的一例。再有,在图9中,对于与图1、图2中所示的元素同等的元素附加相同的附图标记。
[0096]首先,对所述倾斜传感器44进行说明。再有,如后所述,该倾斜传感器44具有追踪光光接收部45、定时脉冲检测部62、信号处理部61、副运算控制部26。
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