目标点在基准面的投影点获取方法、装置及其应用与流程

本发明涉及一种目标点在基准面的投影点获取方法、装置及其应用，属于图像处理技术领域。

背景技术：

现有技术中，物体的投影图绘制方法大都比较复杂，需要人工进行大量计算。比如，现有的对房屋的二维平面图的制作方法，基本都是人工对房屋进行实地测量，再用制图工具按照测量的数值进行等比例绘制。该种绘制方法的效率及其低下。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种步骤简单、使用方便的目标点在基准面的投影点获取方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种目标点在基准面的投影点获取方法，包括如下步骤：

确定相对于目标点固定不动的基准坐标系；

确定在所述基准坐标系中固定不动的基准面；

获取初始时间点；

获取初始时间点时预设于惯性体的基准点在所述基准坐标系中的初始三维坐标；

获取采集时间点；

获取所述基准点从初始时间点到采集时间点这段时间内的第一移动轨迹；

获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离；

获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向；

根据所述初始三维坐标和第一移动轨迹获取所述基准点在采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

根据所述第一三维坐标、距离及方向获取所述目标点在所述基准坐标系中的第二三维坐标；

根据所述第二三维坐标和所述基准面获取所述目标点在所述基准面的投影点。

本文中的惯性体设有线加速度计和角速度计，可以用于测量线加速度和角速度，自带有惯性元件坐标系。

具体的，所述获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离的具体方法有两种：

第一种

采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，即所述基准点与所述目标点重合，距离为0。

第二种

获取采集时间点时预设于惯性体且测距光线发射端与所述基准点重合的激光测距装置的测距光线发射端与所述目标点之间的距离，以获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离。

具体的，所述获取采集时间点时通过目标点与基准点的直线在所述基准坐标系中的方向的具体方法有两种：

第一种

采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，即所述基准点与所述目标点重合。

第二种

预先获取初始时间点时固设于惯性体的激光测距装置的测距光线在所述惯性体自带的惯性元件坐标系中的初始方向；

预先获取初始时间点时所述惯性元件坐标系在所述基准坐标系中的空间姿态；

获取所述惯性元件坐标系从初始时间点到采集时间点这段时间内的第二移动轨迹；

根据所述空间姿态、第二移动轨迹和初始方向获取采集时间点时所述激光测距装置的测距光线在所述基准坐标系中的方向。

上述的空间姿态指一个坐标系的原点在参照坐标系(即基准坐标系)中的三维坐标，以及该坐标系的三轴绕参照坐标系(即基准坐标系)三轴的转角。

本发明的有益效果在于：上述的目标点在基准面的投影点获取方法，通过惯性体上的基准点来获取目标点在基准坐标系中的第二三维坐标，另外基准面在基准坐标系中固定不动，从而能够简单方便地得出目标点在基准面的投影点。

本发明还提供了一种目标物体的投影图绘制方法，包括如下步骤：

采用如上所述的目标点在基准面的投影点获取方法获取预设于目标物体的相邻两个面的相交线上的目标点在所述基准面的投影点；目标物体的相邻两个面的相交线上各自设置有至少一个目标点；

连接所有投影点，即获得所述目标物体在所述基准面的投影图。

进一步的，连接所有投影点之前，还包括：

对所有目标点在所述基准面的投影点进行标记；

连接所有投影点时，按照标记顺序对相邻两个投影点直线相连或曲线相连。

若一个平面与两个面相交，则设于该平面与另外两个面的相交线上的目标点在所述基准面的投影点采用直线相连；

若一个曲面与两个面相交，则设于该曲面与另外两个面的相交线上的目标点在所述基准面的投影点采用曲线相连。

本发明的有益效果在于：采用上述的目标点在基准面的投影点获取方法来获取了设置在目标物体的目标点在基准面的投影点，然后再按照标记顺序对相邻两个投影点直线相连或曲线相连，即可获得所述目标物体在所述基准面的投影图，整个获取步骤简单、方便。

本发明还提供了一种目标点在基准面的投影点获取装置，包括：

第一确定单元，用于确定相对于目标点固定不动的基准坐标系；

第二确定单元，用于确定在所述基准坐标系中固定不动的基准面；

第一获取单元，用于获取初始时间点；

第二获取单元，用于获取初始时间点时预设于惯性体的基准点在相对于目标点固定不动的基准坐标系中的初始三维坐标；

第三获取单元，用于获取采集时间点；

第四获取单元，用于获取所述基准点从初始时间点到采集时间点这段时间内的第一移动轨迹；

第五获取单元，用于获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离；

第六获取单元，用于获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向；

第一处理单元，用于根据所述初始三维坐标和第一移动轨迹获取所述基准点在采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

第二处理单元，用于根据所述第一三维坐标、距离及方向获取所述目标点在所述基准坐标系中的第二三维坐标；

第三处理单元，用于根据所述第二三维坐标和预设于所述基准坐标系中固定不动的基准面获取所述目标点在所述基准面的投影点。

具体的，所述第五获取单元包括：

第一接触模块，用于采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，使得所述基准点与所述目标点重合；

或，

第一获取模块，用于获取采集时间点时预设于惯性体且测距光线发射端与所述基准点重合的激光测距装置的测距光线发射端与所述目标点之间的距离。

具体的，第六获取单元包括：

第二接触模块，用于采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，使得所述基准点与所述目标点重合；

或，

第二获取模块，用于预先获取初始时间点时固设于惯性体的激光测距装置的测距光线在所述惯体自带的惯性元件坐标系中的初始方向；

第三获取模块，用于预先获取初始时间点时所述惯性元件坐标系在所述基准坐标系中的空间姿态；

第四获取模块，用于获取所述惯性元件坐标系在初始时间点到采集时间点这段时间内的第二移动轨迹；

第一处理模块，用于根据所述空间姿态、第二移动轨迹和初始方向获取采集时间点时所述激光测距装置的测距光线在所述基准坐标系中的方向。

本发明的有益效果在于：上述的目标点在基准面的投影点获取装置，通过第二处理单元获取目标点在基准坐标系中的第二三维坐标，另外通过第二确定单元确定在基准坐标系中固定不动的基准面，从而能够简单方便地得出目标点在基准面的投影点。

本发明还提供了一种目标物体的投影图绘制仪，包括壳体，设于壳体内的存储器，设于壳体内的处理器，设于壳体内且与处理器电信连接的惯性体，存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，以及设于所述壳体的基准点；所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的目标物体的投影图绘制方法。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例1一种目标点在基准面的投影点获取方法的流程图；

图2为本发明实施例1中获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向的流程图；

图3为本发明实施例2一种目标物体的投影图绘制方法的流程图；

图4为本发明实施例3一种目标点在基准面的投影点获取装置的结构示意框图；

图5为本发明实施例3中第六获取单元的结构示意框图；

图6为本发明实施例4一种目标物体的投影图绘制仪的结构示意框图。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

实施例1

如图1所示，一种目标点在基准面的投影点获取方法，通过与惯性体的交互实现，包括如下步骤：

s1确定相对于目标点固定不动的基准坐标系；所述基准坐标系为特定时间点下惯性体自带的惯性元件坐标系；

s2确定在所述基准坐标系中固定不动的基准面；该基准面通过人为设定；

s3获取初始时间点；初始时间点通过人为设定，且此时惯性体自带的惯性元件坐标系与基准坐标系重合；

s4获取初始时间点时预设于惯性体的基准点在所述基准坐标系中的初始三维坐标；初始时间点时，惯性体自带的惯性元件坐标系与基准坐标系重合，通过人为预先设定的基准点在惯性体自带的惯性元件坐标系中的三维坐标即为所述初始三维坐标；

s5获取采集时间点；所述采集时间点为接收到确认信号的时间点；

s6获取所述基准点从初始时间点到采集时间点这段时间内的第一移动轨迹；

s7获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离；

s8获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向；

s9根据所述初始三维坐标和第一移动轨迹获取所述基准点在采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

s10根据所述第一三维坐标、距离及方向获取所述目标点在所述基准坐标系中的第二三维坐标；

s11根据所述第二三维坐标和所述基准面获取所述目标点在所述基准面的投影点。

具体的，所述步骤s7的具体过程为：采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，所述基准点与所述目标点重合,即距离为0。

具体的，如图2所示，所述步骤s8包括如下具体步骤：

s81预先获取初始时间点时固设于惯性体的激光测距装置的测距光线在所述惯性体自带的惯性元件坐标系中的初始方向；惯性体与激光测距装置的结构及相互位置为人为设计制造，初始方向当然即可预先获取；

s82预先获取初始时间点时所述惯性元件坐标系在所述基准坐标系中的空间姿态；此时惯性元件坐标系与基准坐标系重合；

s83获取所述惯性元件坐标系从初始时间点到采集时间点这段时间内的第二移动轨迹；

s84根据所述空间姿态、第二移动轨迹和初始方向获取采集时间点时所述激光测距装置的测距光线在所述基准坐标系中的方向。

在其他实施例中，所述步骤s7的具体过程还可以为：获取采集时间点时预设于惯性体且测距光线发射端与所述基准点重合的激光测距装置的测距光线发射端与所述目标点之间的距离，以获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离。

在其他实施例中，所述步骤s8还可以为：采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，即所述基准点与所述目标点重合。

综上所述：上述的目标点在基准面的投影点获取方法，通过惯性体上的基准点来获取目标点在基准坐标系中的第二三维坐标，另外基准面在基准坐标系中固定不动，从而能够简单方便地得出目标点在基准面的投影点。

实施例2

如图3所示，一种目标物体的投影图绘制方法，以房屋的二维平面图的绘制来具体举例说明，包括如下步骤：

p1确定相对于房屋固定不动的基准坐标系；所述基准坐标系为特定时间点下惯性体自带的惯性元件坐标系，且其xoy平面与水平面重合或平行；

p2确定在所述基准坐标系中固定不动的基准面；所述基准面为水平面或与水平面平行；

p3获取初始时间点；所述初始时间点通过人为设定，且此时惯性体自带的惯性元件坐标系与基准坐标系重合；

p4获取初始时间点时预设于惯性体的基准点在所述基准坐标系中的初始三维坐标；初始时间点时，惯性体自带的惯性元件坐标系与基准坐标系重合，通过人为预先设定的基准点在惯性体自带的惯性元件坐标系中的三维坐标即为所述初始三维坐标；

p5获取采集时间点；所述采集时间点为接收到确认信号的时间点；

p6获取所述基准点从初始时间点到采集时间点这段时间内的第一移动轨迹；

p7获取采集时间点时设于房屋相邻两个墙面的相交线上的目标点与所述基准点之间的距离；所述房屋相邻两个墙面的相交线上各自设置至少一个目标点；

p8获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向；

p9根据所述初始三维坐标和第一移动轨迹获取所述基准点在采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

p10根据所述第一三维坐标、距离及方向获取所述目标点在所述基准坐标系中的第二三维坐标；

p11根据所述第二三维坐标和所述基准面获取所述目标点在所述基准面的投影点；

p12连接所有投影点，获得所述房屋在所述基准面的投影图，即获得了房屋的二维平面图。

其中，获取采集时间点时设于房屋相邻两个墙面的相交线上的目标点与所述基准点之间的距离的具体方法采用实施例1中的两种方法即可；

其中，获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向的具体方法采用实施例1中的两种方法即可。

进一步的，连接所有投影点之前，还包括

对所有目标点在所述基准面的投影点进行标记；

连接所有投影点时，按照标记顺序对相邻两个投影点直线相连或曲线相连。

综上所述：采用上述的目标点在基准面的投影点获取方法来获取预设于房屋的相邻两个面的相交线上的目标点在基准面的投影点，然后再按照标记顺序对相邻两个投影点直线相连或曲线相连，即可获得房屋二维平面图，整个获取步骤简单、方便。

实施例3

如图4所示，一种目标点在基准面的投影点获取装置t1，包括：

第一确定单元1，用于确定相对于目标点固定不动的基准坐标系；

第二确定单元2，用于确定在所述基准坐标系中固定不动的基准面；

第一获取单元3，用于获取初始时间点；

第二获取单元4，用于获取初始时间点时预设于惯性体的基准点在相对于目标点固定不动的基准坐标系中的初始三维坐标；

第三获取单元5，用于获取采集时间点；

第四获取单元6，用于获取所述基准点从初始时间点到采集时间点这段时间内的第一移动轨迹；

第五获取单元7，用于获取采集时间点时所述目标点与所述基准点之间的距离；

第六获取单元8，用于获取采集时间点时通过目标点和基准点的直线在所述基准坐标系中的方向；

第一处理单元9，用于根据所述初始三维坐标和第一移动轨迹获取所述基准点在采集时间点于所述基准坐标系中的第一三维坐标；

第二处理单元10，用于根据所述第一三维坐标、距离及方向获取所述目标点在所述基准坐标系中的第二三维坐标；

第三处理单元11，用于根据所述第二三维坐标和预设于所述基准坐标系中固定不动的基准面获取所述目标点在所述基准面的投影点。

具体的，所述第五获取单元7为第一接触模块，用于采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，使得所述基准点与所述目标点重合。

具体的，如图5所示，所述第六获取单元8包括：

第二获取模块81，用于预先获取初始时间点时固设于惯性体的激光测距装置的测距光线在所述惯体自带的惯性元件坐标系中的初始方向；

第三获取模块82，用于预先获取初始时间点时所述惯性元件坐标系在所述基准坐标系中的空间姿态；

第四获取模块83，用于获取所述惯性元件坐标系在初始时间点到采集时间点这段时间内的第二移动轨迹；

第一处理模块84，用于根据所述空间姿态、第二移动轨迹和初始方向获取采集时间点时所述激光测距装置的测距光线在所述基准坐标系中的方向。

在其他实施例中，所述第五获取单元7为第一获取模块，用于获取采集时间点时预设于惯性体且测距光线发射端与所述基准点重合的激光测距装置的测距光线发射端与所述目标点之间的距离。

在其他实施例中，所述第六获取单元8为第二接触模块，用于采集时间点时将所述基准点与所述目标点接触，使得所述基准点与所述目标点重合。

综上所述：上述的目标点在基准面的投影点获取装置，通过第二处理单元获取目标点在基准坐标系中的第二三维坐标，另外通过第二确定单元确定在基准坐标系中固定不动的基准面，从而能够简单方便地得出目标点在基准面的投影点。

实施例4

如图6所示，一种目标物体的投影图绘制仪t2，包括壳体12，设于壳体12内的存储器13，设于壳体12内的处理器14，设于壳体12内且与处理器14电信连接的惯性体15，存储在所述存储器13上并可在所述处理器14上运行的计算机程序16，以及设于所述壳体12的基准点；所述处理器14执行所述计算机程序16时实现如实施例2所述的目标物体的投影图绘制方法(具体执行步骤参照实施例2)。

进一步的，在其他实施例中，还包括与处理器14电信连接的无线数据传输模块；或，设于壳体12且与存储器13电信连接的usb数据接口。

上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。