[發(fā)明專利]位置測(cè)量裝置、位置測(cè)量方法和位置測(cè)量程序

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710154328.9
• 申請(qǐng)日: 2007-09-21
• 公開（公告）號(hào): CN101149252A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大谷仁志;伊藤忠之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社拓普康
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01C15/00;G01S17/08;G02B26/10
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 浦柏明;劉宗杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生成預(yù)定測(cè)量區(qū)域的帶圖像位置數(shù)據(jù)的位置測(cè)量裝置、位置測(cè)量方法和位置測(cè)量程序。

背景技術(shù)

迄今為止，已知有所謂激光掃描儀的3維測(cè)量裝置，該3維測(cè)量裝置向測(cè)量對(duì)象物照射并掃描測(cè)量脈沖束，基于來自測(cè)量對(duì)象物的反射光進(jìn)行測(cè)距，根據(jù)該測(cè)距值和照射光的角度值進(jìn)行測(cè)量對(duì)象物的3維測(cè)量，得到點(diǎn)群數(shù)據(jù)。在這種3維測(cè)量裝置中，雖然得到根據(jù)測(cè)距值和照射光角度算出的3維點(diǎn)群數(shù)據(jù)，但是，已知有一種同時(shí)也能取得測(cè)量對(duì)象物的圖像數(shù)據(jù)、將該圖像數(shù)據(jù)和點(diǎn)群數(shù)據(jù)進(jìn)行合成并得到帶圖像的3維數(shù)據(jù)的類型的測(cè)量裝置。

另一方面，在這種測(cè)量裝置中，測(cè)量對(duì)象物為3維形狀，不可避免地產(chǎn)生從一處進(jìn)行測(cè)量所不能測(cè)量的區(qū)域。因此，通過從方向不同的多處對(duì)測(cè)量對(duì)象物測(cè)量點(diǎn)群數(shù)據(jù)，按同一坐標(biāo)對(duì)該測(cè)得的多個(gè)點(diǎn)群數(shù)據(jù)進(jìn)行合成處理，由此，進(jìn)行沒有欠缺部分的測(cè)量。因此，作為現(xiàn)有技術(shù)中的點(diǎn)群數(shù)據(jù)的合成方法，在測(cè)量對(duì)象物處設(shè)置合成用的目標(biāo)，以高精度測(cè)量該目標(biāo)，并以目標(biāo)測(cè)量結(jié)果為基準(zhǔn)進(jìn)行坐標(biāo)變換，或者指定3個(gè)以上在2個(gè)點(diǎn)群數(shù)據(jù)中共同的點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)變換，在大致對(duì)位后，采取使2個(gè)點(diǎn)群數(shù)據(jù)間的距離最小的方法進(jìn)行。

然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，必須在測(cè)量對(duì)象物處設(shè)置目標(biāo)，并伴之以配置目標(biāo)時(shí)的繁雜的操作，并且很難向高處的測(cè)量對(duì)象物設(shè)置目標(biāo)。此外，在沒有設(shè)置目標(biāo)的情況下，由于僅使用點(diǎn)群數(shù)據(jù)的形狀進(jìn)行合成，所以，測(cè)量對(duì)象物必須有凹凸形狀等特征，并且凹凸形狀等特征對(duì)合成精度將產(chǎn)生惡劣影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置具備：距離測(cè)量部，向測(cè)量區(qū)域照射并掃描測(cè)量用脈沖束，基于該測(cè)量用脈沖束的反射光進(jìn)行測(cè)距，求得測(cè)量區(qū)域中的位置數(shù)據(jù)組；數(shù)字?jǐn)z像部，對(duì)上述測(cè)量區(qū)域進(jìn)行攝像，取得圖像數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)部，使上述位置數(shù)據(jù)組與上述圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，存儲(chǔ)從至少2個(gè)方向取得的至少2組的上述位置數(shù)據(jù)組和上述圖像數(shù)據(jù)；以及運(yùn)算部，通過基于所存儲(chǔ)的2個(gè)圖像數(shù)據(jù)的兩圖像的匹配，進(jìn)行上述至少2個(gè)位置數(shù)據(jù)組的合成，此外，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置還具備瞄準(zhǔn)器，上述運(yùn)算部用瞄準(zhǔn)器設(shè)定上述測(cè)量區(qū)域，當(dāng)測(cè)量區(qū)域的寬度超過1次攝像范圍的情況下，對(duì)分割方式進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)分割圖像進(jìn)行多次攝像，將分割圖像進(jìn)行合成，得到測(cè)量區(qū)域的圖像，此外，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的上述運(yùn)算部根據(jù)上述位置數(shù)據(jù)組進(jìn)行多邊形網(wǎng)格化，使多邊形網(wǎng)格與上述圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，此外，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的上述運(yùn)算部大致設(shè)定在上述2個(gè)圖像數(shù)據(jù)中共同的至少3點(diǎn)以上，在以該3點(diǎn)以上為基準(zhǔn)對(duì)一個(gè)圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換后，進(jìn)行上述2個(gè)圖像的匹配，利用由該圖像匹配得到的坐標(biāo)再進(jìn)行坐標(biāo)變換，此外，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的上述運(yùn)算部將在上述2個(gè)圖像數(shù)據(jù)中共同的點(diǎn)大致設(shè)定為3點(diǎn)以上，在一個(gè)圖像中設(shè)定包含共同點(diǎn)的所需區(qū)域的模板，在另一圖像中設(shè)定比包含共同點(diǎn)的上述模板大的區(qū)域的搜索區(qū)域，對(duì)于上述模板的圖像和上述搜索區(qū)域的圖像用最小2乘法進(jìn)行圖像匹配，此外，本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的上述運(yùn)算部在對(duì)2個(gè)以上的位置數(shù)據(jù)組進(jìn)行合成的情況下，設(shè)定至少3點(diǎn)以上的在位置數(shù)據(jù)組中共同的點(diǎn)，基于該點(diǎn)采用全部位置數(shù)據(jù)組進(jìn)行坐標(biāo)變換，調(diào)整整體位置數(shù)據(jù)組的合成。