一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，包括新型测图脚盘壳体，新型测图脚盘壳体由上罩壳和底板经连接构成，底板的中部开设有孔洞，在该孔洞的外部设有编码器盖，编码器盖通过编码器盖固定螺丝与底板、上罩壳连为一体；新型测图脚盘壳体内的中央设有轴承座，轴承座内配设有轴承，轴承座内竖着设置有编码器，编码器的上部与上罩壳的顶面板连接，编码器的下部与编码器盖连接，编码器的侧壁与轴承配合，新型测图脚盘壳体内围绕编码器形成空腔，该空腔内设有电路板，电路板上集成有与编码器连接的电路处理单元。本实用新型的新型测图脚盘具有体积小方便携带、对操作台无要求，操作简单、易学易用，故障率低及测量精度高等特点。
【专利说明】
-种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘
技术领域
[0001] 本实用新型属于测绘设备技术领域，具体设及一种用于全数字摄影测量的新型测 图脚盘。
【背景技术】
[0002] 全数字摄影测量是应用计算机技术及数字影像处理软件，通过影像匹配，模式识 别等多学科的理论与方法，提取航空摄影所摄对象;从而用数字方式表达的几何与物理信 息。它的发展过程经历了 Ξ个阶段:模拟摄影测量（1851---1970)、解析摄影测量（1950- 1980)、全数字摄影测量(1970--至今）。从其发展的Ξ个阶段可W看出：全数字摄影测量是 目前较为先进的测绘方法，它利用计算机代替解析测图仪、用数字影像代替模拟像片、用数 字光标代替光学光标，直接在计算机上进行数字化测图。换言之，全数字摄影测量就是使用 相关的软件构建立体模型和等高线图，同时使用交互式数字影像测图系统在立体影像上量 测不同类地物，并实行地物数据采集及编辑，生成数字测图文件，按标准的制图符号将之输 出为矢量地形图；从而通过非接触手段获得各种形式的数字化4D产品和目视化产品:DEM数 字地面(高程)模型，D0M数字正摄影影像模型，DRG数字删格地图，DLG数字线划(矢量）图。基 本流程为:航空摄影----空Ξ加密------立体测图（数据采集)------DRG生成。
[0003] 在计算机上利用相关软件Mapmatrix(航天远景）、Vi;rtu〇-Zo(适普）、DPS(吉威)等 软件进行数字化测图虽然很先进，但是运方面的技术还没有达到全自动化的程度，生产4D 产品的过程中，还需要使用与之相配套的全数字摄影测量系统硬件设备进行人工辅助干 预。
[0004] 目前，最常用的数字摄影测量系统硬件设备除计算机W外，还有手轮脚盘、机械Ξ 维鼠标、光电Ξ维鼠标等。因手轮脚盘是从解析摄影测量阶段就开始使用的硬件设备，因而 发展至今依然是数字摄影测量硬件设备中的常规设施，是作业过程中人机交互的必要手 段，测绘单位如今依然在使用。但是，随着新技术的发展，手轮脚盘的弊端也逐渐显现出来， 具体有W下几点：
[0005] 1.学习周期很长;从初学到生产，正常需要半年练习时间，运样提高了行业口槛， 限制了行业的发展规模，提高了生产成本。
[0006] 2.之前的手轮脚盘有7个部件(两个手轮，一个脚盘，一个脚踏板，一个接口盒，一 根电源线，一根数据线），安装复杂，需要专业人员上口安装调试。
[0007] 3.手轮脚盘有7根连接线，其中6根连接线到机顶盒，1根数据线到计算机，对使用 手轮的桌面有专口要求，安装调试需要专业人员上口。
[000引上述Ξ点限制了手轮脚盘的推广和使用；此外，上述设备重量18公斤，体积偏大， 不便运输和携带。运些问题亟待解决。 【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，能代替 传统手轮脚盘和Ξ维鼠标，具有易学易用、实用高效，体积小、操作简单、故障率低及测量精 度高的特点。
[0010] 本实用新型所采用的技术方案是:一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，包 括有新型测图脚盘壳体，新型测图脚盘壳体由上罩壳和底板经连接构成，底板的中部开设 有孔桐，在该孔桐的外部设置有编码器盖，编码器盖通过编码器盖固定螺丝与底板、上罩壳 连为一体;新型测图脚盘壳体内的中央设置有轴承座，轴承座内配设有轴承，轴承座的下口 处配设有轴承压圈，轴承座内竖着设置有编码器，编码器的上部与上罩壳的顶面板连接，编 码器的下部与编码器盖连接，编码器的侧壁与轴承配合，新型测图脚盘壳体内围绕编码器 形成空腔，该空腔内设置有电路板，电路板上集成有电路处理单元，电路处理单元与编码器 连接。
[0011] 本实用新型的特点还在于：
[0012] 底板的下部设置有多个地脚。
[0013] 上罩壳由侧面板和顶面板经连接构成，且在顶面板的表面上靠近边缘处连续设置 有一圈间距相等、弧度相同、宽窄一致的弧形凹槽。
[0014] 轴承设置有两个，一个轴承位于轴承座的上口处，另一个轴承位于轴承座的下口 处。
[0015] 编码器盖呈圆形，且尺寸大于底板上的孔桐；编码器盖的上表面中央设置有编码 器固定区；编码器固定区边缘处均匀设置有多个编码器固定孔，多个编码器固定螺钉穿过 多个编码器固定孔将编码器的下端与编码器固定区固接;编码器的上部通过编码器转轴与 上罩壳顶面板上设置的编码器固定销连接;编码器固定区中央设置有穿线孔，编码器连接 有数据线，且该数据线穿过穿线孔与电路处理单元连接。
[0016] 编码器采用直径为25mm，高度为22mm的光电式传感器。
[0017] 电路处理单元由通过数据线依次连接的触发器、计数器、单片机及串口驱动接收 忍片组成;触发器通过数据线与编码器连接；串口驱动接收忍片通过RS232总线与计算机连 接。
[001引触发器采用的是双D触发器74LS74;
[0019] 单片机的型号为AT89巧1;
[0020] 串口驱动接收忍片的型号为MAX232。
[0021] 电路板呈半圆形；电路板通过至少Ξ个英制螺丝固定于新型测图脚盘壳体内的空 腔中。
[0022] 本实用新型的有益效果在于：
[0023] (1)本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，采用一体化设计，将单 片机(AT89C51)、计数器(肥C)、触发器(双D触发器74LS74)、串口驱动接收忍片(MAX232)集 中在一块电路板上，并将其安装在新型测图脚盘壳体内的空腔之中；从而将原来接口盒的 Ξ根线（电源线、串口数据线、编码器连接线)减少到一根线，理论故障率可减少60%。
[0024] (2)与原来接口盒220伏的交流供电相比，本实用新型一种用于全数字摄影测量的 新型测图脚盘本身不带电，直接从电脑供电，使用起来如同一个电脑标配的键盘或者鼠标 外设，无福射，不发热，无漏电安全隐患，最重要的是从源头杜绝了电源故障，大幅减少原有 技术的故障率，通过检测，质保期可从一年提高到Ξ年。
[0025] (3)本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，采用超薄型设计，不仅 要求将电路板安装在新型测图脚盘壳体内的空腔之中，而且要求将编码器也按照超薄规格 定制生产；其直径为27cm~30cm之间，高度为3.5cm~4.5cm之间；运样的益处在于:适应现 代办公需要，减少占用了空间，方便设备存放和使用，节省运输和保养费用。
[0026] (4)本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，采用侣合金壳体，并在 侣合金壳体的上表面上设置有一圈间距相等、弧度相同、宽窄一致的凹槽，其主要作用是： 防止在使用设备过程中打滑;运种防滑的人体工程学设计，使得新型测图脚盘比原来塑胶 面脚盘使用起来更轻松、更环保。
[0027] (5)本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，设计合理，易学易用， 提高了劳动效率，方便使用和大规模推广。
【附图说明】
[0028] 图1是本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘的结构示意图；
[0029] 图2是本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘的外部结构示意图；
[0030] 图3是本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘内电路处理单元的结 构示意图。
[0031] 图中，1.新型测图脚盘壳体，2.上罩壳，3.底板，4.编码器，5.轴承压圈，6.轴承 座，7.轴承，8.编码器转轴，9.编码器固定销，10.编码器盖，11.编码器盖固定螺丝，12.电路 板，13.电路处理单元，14.英制螺丝，15.空腔，16.地脚，17.计数器，18.触发器，19.串口驱 动接收忍片，20.弧形凹槽，21.单片机。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合具体附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0033] 本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，如图1所示，包括有新型测 图脚盘壳体1，新型测图脚盘壳体1由上罩壳2和底板3经连接构成，底板3的中部开设有孔 桐，在该孔桐的外部设置有编码器盖10,编码器盖10通过编码器盖固定螺丝11与底板3、上 罩壳2连为一体;新型测图脚盘壳体1内的中央设置有轴承座6,轴承座6内配设有轴承7,轴 承座6的下口处配设有轴承压圈5(设置轴承压圈5的目的在于:阻止轴承7从轴承座6里脱落 出来），轴承座6内竖着设置有编码器4,编码器4的上部与上罩壳2的顶面板连接，编码器4的 下部与编码器盖10连接，编码器4的侧壁与轴承7配合，新型测图脚盘壳体1内围绕编码器4 形成空腔15,该空腔15内设置有电路板12,电路板12上集成有电路处理单元13,电路处理单 元13与编码器4连接。
[0034] 新型测图脚盘壳体1高度约为27mm。
[0035] 底板3的下部还设置有多个地脚16,便于稳定支撑本实用新型用于全数字摄影测 量的新型测图脚盘，地脚16的高度约为8mm。
[0036] 上罩壳2由侧面板和顶面板经连接构成，如图2所示，且在顶面板的表面上靠近边 缘处连续设置有一圈间距相等、弧度相同、宽窄一致的弧形凹槽20,其作用是W人为本，按 照人体工程学设计，计算好特定的角度，增大鞋底和脚盘接触面积和摩擦系数，不容易打 滑，使用特别轻松。
[0037]上罩壳2和底板3均采用侣合金制成，体积轻巧。
[003引轴承7设置有两个，一个轴承7位于轴承座6的上口处，另一个轴承7位于轴承座6的 下口处。
[0039] 编码器盖10呈圆形，且尺寸大于底板3上的孔桐，编码器盖10的上表面中央设置有 编码器固定区；编码器固定区边缘处均匀设置有多个编码器固定孔，多个编码器固定螺钉 穿过多个编码器固定孔将编码器4的下端与编码器固定区固接;编码器4的上部通过编码器 转轴8与上罩壳2顶面板上设置的编码器固定销9连接(上罩壳2通过轴承7旋转，从而带动编 码器4旋转，上罩壳2转动一圈，编码器4旋转一圈）；编码器固定区中央设置有穿线孔，编码 器4连接有数据线，该数据线穿过穿线孔与电路处理单元13连接。
[0040] 编码器4采用光电式传感器，且其直径为25mm，高度为22mm，属于超薄新型编码器。
[0041] 电路板12呈半圆形，电路板12通过至少Ξ个英制螺丝14固定于新型测图脚盘壳体 1内的空腔15中。
[0042] 如图3所示，电路处理单元13由通过数据线依次连接的触发器18、计数器17、单片 机21及串口驱动接收忍片19组成，触发器18通过数据线与编码器4连接，串口驱动接收忍片 19通过RS232总线与计算机连接。
[0043] 触发器18采用的是双D触发器74LS74。
[0044] 单片机21的型号为AT89巧1。
[0045] 串口驱动接收忍片19的型号为MAX232。
[0046] 本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘在应用中，上罩壳2能相对 于底板3旋转，从而带动编码器转轴8转动，编码器4把侦测到的上罩壳2机械运动的速度、位 置、角度、距离信息传给电路板12上的单片机21，单片机21通过计算把需要的信息通过串口 驱动接收忍片19发送给计算机。
[0047] 在全数字摄影测量软件系统中，需要实时显示和编辑目标像素所在的Ξ维地理位 置，即平面里的水平坐标X轴，垂直坐标Y轴，还有一个平面上的高层坐标Z轴;在平面内，XY 轴通过鼠标移动控制，而测图脚盘则是控制高层Z轴移动的，运个需要在3D立体显示状态下 戴上立体眼镜才能看到。
[0048] 本实用新型一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其工作原理具体如下：
[0049] 在数据采集的过程中，将本实用新型的全数字摄影测量的新型测图脚盘置放于工 作台底下，作业人员一只脚轻轻左右拨动全数字摄影测量的新型测图脚盘进行旋转，由于 编码器4是固定在底板3上不动的，上罩壳2通过轴承7可W做圆周转动，在上罩壳2转动同时 能带着编码器4的编码器转轴8转动，编码器转轴8再带动编码器4旋转，在编码器4旋转的过 程中，编码器4能把运种旋转位移转换成一串数字脉冲信号，运些脉冲信号通过数据线传 送到电路板12,电路板12上的计数器17和单片机21就能通过脉冲信号计算出上罩壳2的角 位移数字，运个数字通过RS-232线传输到计算机，从而被全数字摄影测量软件读取，就能够 控制光标在高层Z轴的上下移动。
[0050] 本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，主要用于航测摄影测量软件， 与软件配合可广泛地应用于基础测绘、城市规划、国±资源、卫星遥感、军事测量、公路、铁 路、水利、电力、能源、环保、农业、林业等众多领域;是目前±地确权测绘软件的重要设备之 一。另外，本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘与现有的同类产品相比，具有明 显的优势：采用目前行业前沿成熟技术，全面兼容各类国产软件，如：武汉航天远景 MapMatr ix，武汉适普软件VirTuozo，北京四维JX-4，北京吉威时代等软件;还可兼容国外主 流测图软件，如:莱卡等;能替代目前市场主流的Ξ维鼠标或手轮脚盘的所有测图功能。
[0051]本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘与现有Ξ维鼠标相比，其具体差 别具体如表1所示。
[0化2] 表1 [0化3]
[0055]本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘与现有的手轮脚盘相比，其差别 在于下表2,具体如表2所示。
[0化6] 表2 「00571
[0059]本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，把目前航测专业主流使用的两 种测图设备(Ξ维鼠标和手轮脚盘）的优点集中在一起，同时克服了运两种设备的主要缺 陷，具体如下：
[0060] (1)优点在于:发挥了Ξ维鼠标轻便的特点，只需一根线连接计算机，接线少，无需 专业人员上口安装，直接从计算机USB接口 5V供电，无福射，不发热，无强电，从源头杜绝了 电源故障，大幅减少设备故障率;无需定制办公桌安装手轮，方便用户使用和维护等诸多的 特点;又借鉴了手轮脚盘无需驱动程序，精度高，使用脚来调整图像高层Z轴，符合行业操作 员使用习惯的特点。
[0061] (2)克服的缺点在于:克服了老式手轮脚盘重量大，配件多(六根线连接，左右手轮 各根，脚盘一根，脚踏一根，机顶盒电源和数据线各一根)所W安装复杂，运输携带困难，故 障率较高，需要专业人员上口安装。需要定制办公桌等诸多不便;又克服了 Ξ维鼠标双手操 作，无法兼顾键盘，生产效率低，不符合行业使用习惯，安装调试驱动程序复杂，对软件有兼 容要求，很多国产软件无法使用等弊端。
[0062] (3)所具有的独有特点在于:本实用新型用于全数字摄影测量的新型测图脚盘是 航测专业测图脚盘，整个壳体采用侣合金制成，采用军工硬质氧化技术，做工精致，产品寿 命长;在表面带有一圈间距相等、弧度相同、宽窄一致的弧形凹槽20,能增大摩擦，减少脚部 推力，特别是整体高度超薄，大约只有3.5cm，运种W人为本防滑轻巧的人体工程学设计，使 用更省力;不含塑胶等化学成分，符合环保要求。
【主权项】
1. 一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，包括有新型测图脚盘壳体 (1)，所述新型测图脚盘壳体(1)由上罩壳(2)和底板(3)经连接构成，所述底板(3)的中部开 设有孔洞，在该孔洞的外部设置有编码器盖（10)，所述编码器盖（10)通过编码器盖固定螺 丝（11)与底板(3)、上罩壳(2)连为一体； 所述新型测图脚盘壳体（1)内的中央设置有轴承座(6)，所述轴承座(6)内配设有轴承 (7)，所述轴承座（6)的下口处配设有轴承压圈（5)，所述轴承座（6)内竖着设置有编码器 (4)，所述编码器(4)的上部与上罩壳（2)的顶面板连接，所述编码器(4)的下部与编码器盖 (10)连接，所述编码器(4)的侧壁与轴承(7)配合，所述新型测图脚盘壳体(1)内围绕编码器 (4)形成空腔（15)，该空腔（15)内设置有电路板（12)，电路板（12)上集成有电路处理单元 (13)，所述电路处理单元(13)与编码器(4)连接。2. 根据权利要求1所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 底板(3)的下部设置有多个地脚(16)。3. 根据权利要求1所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 上罩壳（2)由侧面板和顶面板经连接构成，且在所述顶面板的表面上靠近边缘处连续设置 有一圈间距相等、弧度相同、宽窄一致的弧形凹槽(20)。4. 根据权利要求1所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 轴承（7)设置有两个，一个轴承(7)位于轴承座(6)的上口处，另一个轴承(7)位于轴承座 (6)的下口处。5. 根据权利要求1所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 编码器盖(10)呈圆形，且尺寸大于底板(3)上的孔洞； 所述编码器盖（10)的上表面中央设置有编码器固定区；所述编码器固定区边缘处均匀 设置有多个编码器固定孔，所述多个编码器固定螺钉穿过多个编码器固定孔将编码器(4) 的下端与编码器固定区固接;所述编码器(4)的上部通过编码器转轴(8)与上罩壳(2)顶面 板上设置的编码器固定销(9)连接； 所述编码器固定区中央设置有穿线孔，所述编码器(4)连接有数据线，且该数据线穿过 穿线孔与电路处理单元(13)连接。6. 根据权利要求1或5所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于， 所述编码器(4)采用直径为25_、高度为22_的光电式传感器。7. 根据权利要求1或5所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于， 所述电路处理单元（13)由通过数据线依次连接的触发器（18)、计数器（17)、单片机(21)及 串口驱动接收芯片（19)组成； 所述触发器（18)通过数据线与编码器(4)连接； 所述串口驱动接收芯片（19)通过RS232总线与计算机连接。8. 根据权利要求7所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 触发器(18)采用的是双D触发器74LS74; 所述单片机(21)的型号为AT89C51; 所述串口驱动接收芯片（19)的型号为MAX232。9. 根据权利要求1所述的一种用于全数字摄影测量的新型测图脚盘，其特征在于，所述 电路板(12)呈半圆形； 所述电路板（12)通过至少三个英制螺丝（14)固定于新型测图脚盘壳体（1)内的空腔 (15)中。
【文档编号】G01C11/00GK205619925SQ201620312350
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】陈利明, 周翠
【申请人】武汉新赛科技有限责任公司