[發明專利]基于三維攝影技術的樓梯測量方法

有效

• 申請號: 201110452465.7
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102538684A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 梁晉;劉小波;劉建立;張龍;馮濤
• 申請（專利權）人: 蘇州臨點三維科技有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01C11/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明涉及一種對樓梯的長、寬、高、方位等數據進行測量的方法，特別是一種基于三維攝影技術的樓梯測量方法。

背景技術

在現實生活中，我們常常需要測量樓梯的長、寬、高、方位等數據參量，以便用于某些工程項目的實施。而在目前絕大多數情況下，采用的是手工去直接測量，即采用標尺去一點點地實際測量，然后將所得的數據拼合起來作進一步處理。然而這種傳統的機械式測量方法有很大的弊端：一、采用標尺進行直接測量的精度很難保證。由于實際測量本身就有系統誤差和隨機誤差存在，再加上周圍環境的影響，而且實際測量中很難保證標尺的水平和垂直，測量的基準也在隨時變化當中，最終的測量誤差將會很大；二、由于實際樓梯的測量環境（如燈光、空間大小、溫度等）差、且有時測量樓梯數量較多，導致實際測量時會極大地浪費時間和精力，效率較低；三、在某些情況下，由于測量條件的限制，用標尺直接測量的成本過高或者甚至無法采用直接測量的方法去獲得需要的樓梯數據；四、采用直接測量的方法往往耗時較長，而且占據極大的空間，極易給樓層里人們（尤其是一些老年人或殘疾人）的上下樓造成不便。

近年來，中國社會老齡化速度加快，越來越多的老年人和殘疾人面臨著日常行動上下樓梯不方便的難題?。因此，如何開發出一套自動扶梯系統以解決他們上下樓梯的難題，具有很大的現實意義和社會意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：鑒于傳統的直接機械式測量方法所存在的種種弊端，本發明提供一種基于三維攝影技術的樓梯測量方法。這種方法簡便易行，避免了傳統的機械式測量方法存在的測量精度難保證，耗時耗力，效率低下的缺點。

本發明的技術方案是：一種基于三維攝影技術的樓梯測量方法，其特征在于包括以下步驟：

1）在樓梯每一層臺階的左右兩側各放置一個非編碼點，且非編碼點距離臺階的左右端部20~30厘米，非編碼點的圓形白點與臺階前側的豎直邊沿對齊，位于同一側的各個非編碼點上下對齊處于一條直線上；

2）在相鄰兩個樓梯段的轉彎銜接處，沿著樓梯上非編碼點的路徑放置編碼點；

3）將兩塊相機校正板分別放在不同的兩層臺階上，并在每塊相機校正板旁邊附上一把標尺，然后用單反相機在相機校正板和標尺周圍從不同角度拍攝多張照片以進行標定；

4）在第一層臺階的中央和第二層臺階的中央各放置一塊相機校正板，對這兩層臺階從兩個不同的角度各拍攝一張照片，得到第一組照片；

將第一層臺階的相機校正板取下來放置于第三層臺階的中央，對第二層臺階和第三層臺階從兩個不同的角度各拍攝一張照片，得到第二組照片；

然后把第二層臺階的相機校正板取下來放置于第四層臺階的中央，對第三層臺階和第四層臺階從兩個不同的角度各拍攝一張照片，得到第三組照片；

依次類推，

當拍攝到相鄰兩樓梯段的轉彎銜接處時，將兩塊相機校正板在該轉彎銜接處前后交替布置并進行拍攝，

直到拍攝完整個樓梯最上面的兩層臺階為止，得到各組照片；

5）將拍攝的所有照片拷貝到電腦上，再將這些照片導入西安交通大學三維光學攝影測量系統，利用該系統自動建立起整個被測樓梯的空間模型，便可獲得樓梯長、寬、高以及方位的數據信息。

作為優選：

在所述步驟3）中，用單反相機在相機校正板和標尺周圍從不同角度拍攝8~16張照片以進行標定。

在所述步驟4）中，相機的拍攝距離為1.5m，拍攝模式為黑白模式，感光度為200。

本發明的優點是：本發明鑒于傳統的直接機械式測量方法所存在的種種弊端，而提出一種間接的測量方法來測量樓梯的長、寬、高、方位等數據信息，這種測量方法先采用相機攝影獲得標志點圖片，然后導入軟件進行分析，最后測量出所需要的樓梯數據。

一、這種樓梯測量方法簡便易行，避免了傳統的機械式測量方法存在的測量精度難保證，耗時耗力，效率低下的缺點。

二、這種樓梯測量方法只需進行簡單的布點、攝影，然后導入軟件（XJTUDP）中進行計算測量，便可得出所需要的樓梯數據模型，節省了大量的勞動成本。通過我們實際的多次試驗操作發現，采用這種方法進行樓梯數據的測量，可比傳統的直接測量法節省30％~40％的時間。

三、這種樓梯測量方法受環境因素的影響較小，不受空間，光線等因素的影響，在一些惡劣條件下（如空間狹小）也可進行測量。