[發明專利]圖像測量系統

有效

• 申請號: 201210415284.1
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103076002A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 熊谷薰;古平純一
• 申請（專利權）人: 株式會社拓普康
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;盧江

技術領域

本發明涉及供在室內布局測量或例如建筑構造等的現場的測量中使用的圖像測量系統。

背景技術

作為執行預定目標區域中的測量或要測量對象的測量、目標區域的圖像獲取或要測量對象的圖像獲取以及測量結果和圖像的關聯的系統，存在圖像總站或3D圖像掃描儀。

雖然圖像總站圖像全站儀具有獨有的距離測量功能和角度測量功能且能夠將距離測量和角度測量數據疊加在獲取的圖像上，但全站儀的結構是基本的，并且該結構是復雜的，例如全站儀具有垂直旋轉軸或水平旋轉軸，并且要求角度檢測器，其檢測垂直旋轉軸和水平旋轉軸等的旋轉角度，因此全站儀是昂貴的設備。

此外，雖然3D圖像掃描儀能夠瞬時地測量點的距離，但3D激光掃描儀要求發射例如脈沖激光束等的特殊光源，還像全站儀一樣要求垂直旋轉軸和水平旋轉軸，具有復雜的結構，并且具有維護或校準被復雜化的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種圖像測量系統，其具有簡單的結構且使得能夠容易地獲取目標區域或要測量對象的圖像并測量目標區域。

根據本發明的圖像測量系統包括投射光學系統，其具有光投射光軸和用于發射照明光的光源，并通過光投射光軸來投射照明光、光檢測光學系統，其具有光檢測光軸和圖像拾取元件，并由圖像拾取元件通過光檢測光軸從要測量對象接收回射光、以及用于處理由圖像拾取元件獲取的數據的控制算術設備，并且在圖像測量系統中，投射光學系統包括用于將光投射光軸朝著要測量對象指引并投射照明光的光投射單元、用于使光投射單元沿著高度（elevating）方向和水平方向旋轉并用于改變照明光的投射角的投射角改變裝置、以及用于檢測光投射光軸相對于光檢測光軸的方向角的方向檢測裝置。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，控制算術設備獲取照射點作為照射到要測量對象的照明光的圖像以及圖像拾取區域的圖像，并且以照射點作為參考使圖像拾取區域的多個圖像部分地重疊并相連。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，控制算術設備使圖像拾取區域的多個圖像部分地重疊和相連，并且用于使圖像拾取區域的多個圖像重疊的參考是從圖像拾取區域的圖像提取的特征點。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，該圖像拾取元件是范圍圖像傳感器，并且該范圍圖像傳感器獲取要測量對象的圖像和要測量對象的三維度量。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，圖像拾取元件是像素的聚合體，并且投射角改變裝置依照像素的節距來改變光投射光軸的方向。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，光源是半導體激光器，并且該半導體激光器被配置成在驅動電流不高于閾值值且不低于該閾值值的情況下發射光。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，方向檢測裝置包括用于從照明光劃分一部分的光學構件和用于接收被引導至光學構件的劃分光的象限元件（quadrant?element）。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，方向檢測裝置包括用于從照明光劃分一部分的光學構件和用于接收被引導至光學構件的劃分光的輪廓傳感器。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，光投射單元具有聚焦功能。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，半導體激光器被配置成從而使得在驅動電流不高于閾值值的情況下發射光并照射廣泛的范圍，并且在由圖像拾取元件捕捉到要測量對象之后，半導體激光器被配置成從而使得在驅動電流不低于閾值值的情況下發射光并照射要測量對象的必需點。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，光投射單元具有用于擴展照明光的光通量的光通量直徑擴展裝置。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，投射單元被配置成從而使得由光通量直徑擴展裝置來擴展光通量并照射廣泛的范圍，以及由圖像拾取元件進行要測量對象的捕捉，投射單元被配置成使光通量收縮并照射要測量對象的必需點。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，光通量直徑擴展裝置是擴散器，其被提供從而使得可插入光投射光軸或可從其中去除。

此外，在根據本發明的圖像測量系統中，光檢測光學系統具有增加光檢測放大率的功率變化功能。