[實用新型]適合航測的可移動控制靶標球裝置

有效

• 申請號: 201520043819.6
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN204612710U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 左志權;李赟;劉正軍;張永振;謝小偉;張庚
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01S7/481
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李芙蓉

技術領域

???本實用新型涉及測量技術領域，尤其是一種適應于機載LiDAR點云與影像高精度配準的可移動控制靶標球裝置。

背景技術

目前，機載激光雷達與可見光數碼相機集成數據采集技術已普遍應用于航空測量領域。但由于激光點云空間離散分布特性及地表掃描密度的限制，其地物邊緣特征不夠顯著，很難按照傳統航空攝影方式進行控制點布設。然而，可用于機載激光雷達點云與影像聯合配準的有效硬件設備裝置較少，其極大地限制了后續點云與影像的聯合數據處理質量與效率。傳統設備的限制與不足，主要體現在兩個方面：

1）以光譜差異為導向的平面地標點

在傳統航空攝影測量工程中，一般采用黑白相間的規則幾何形狀作為控制點的地面標示。該類控制點在光譜影像中能非常清晰地辨識，比較利于后續作業處理過程中在影像上定位控制點點位。盡管該類控制點能很好地滿足以影像定位為基礎的空中三角測量技術的實施，但由于其幾何形狀多為平面，僅能較好地作為高程方向的約束條件參與點云、影像間的聯合配準平差解算，而無法進行真正意義上三個方向的精確配準解算，從而較大地制約了機載激光點云與影像的配準效果，一定程度上喪失“控制點”的控制效能。

2）以大型規則人造地物為導向的“控制點”

在機載激光雷達數據后處理過程中，往往需要精確量測不同掃描方向條帶重疊區內控制點信息，并以此為基礎完成后續條帶間的平差配準以及點云與影像的精確配準。但由于激光點云空間離散分布特性及地表掃描密度的限制，其地物邊緣特征不夠顯著，直接通過掃描地物的點云獲取控制信息非常困難。鑒于此，較多學者提出，以大型人造地物為基礎，通過交互式數據后處理提取擬合人造地物中的相交面、相交線或相交點等信息。

從理論角度講，該類以大型人造地物為控制點確實可以很好地彌補點云與影像聯合配準的公共控制信息不足的技術現狀。但是，該類控制方法實施的前提是測區內必須存在滿足控制信息提取的人造地物，并且需要提供良好的鄰接特征面、特征線的高精度擬合功能；另外，大型人造地物完全不具備可移動性，其靈活機動性較差，限制了控制信息的可重復使用性。

實用新型內容

本實用新型主要是解決現有航測過程所采用控制點控制效能不明顯、不能重復使用等一系列問題，進而提供一種適應于機載LiDAR點云與影像高精度配準的可移動控制靶標球裝置，以精確地獲取機載激光雷達點云與可見光影像對應公共控制點坐標。

本實用新型的可移動控制靶標球裝置是通過以下方式來實現的：該適合航測的可移動控制靶標球裝置，包括球和三角支撐架，該三角支撐架上安有水平托盤，該球安裝在水平托盤上；該球的頂部設有標志頂點，標志頂點、球心O及水平托盤的中心點C處于同一鉛垂線上。

進一步，該標志頂點為四個黑白相間的倒立三角形，其中心處標有明顯的十字標志，其球表面為漫反射的磨砂面。

進一步，該水平托盤中設有對中調平裝置，該對中調平裝置包括水平儀和垂直對中儀；該水平儀嵌入式地安裝在水平托盤上，該垂直對中儀由托盤側面的望遠鏡與安裝在托盤中的棱鏡構成；它能準確折射地面已知控制點標志到水平望遠鏡視野。

進一步，該球為可拆卸拼裝式，由多塊球殼拼合而成，它包括4~10塊側部球殼、一塊頂部球殼及一塊底部球殼。

進一步，該球的內部設有剛性支架，該剛性支架包括柱、下支板、及上支板，所述的頂部球殼和底部球殼對應地安裝在上、下支板上，上、下支板與對應的頂部球殼、底部球殼之間構成槽狀結構，所述的側部球殼兩端具有突榫，圍繞內部剛性支架直接插入上述的槽狀結構內。

更進一步，該三角支撐架為可伸縮收攏式，由三支獨立支撐腳組成，各支撐腳鉸接于水平托盤上。

本實用新型能較好地解決當前測繪領域中機載激光雷達點云與影像配準公共控制點的高精度量算問題。各部分可進行獨立拆卸、折疊和移動,?重量輕（一般不超過4kg），折疊收縮長度短（總長度不超過0.5m），便于攜帶，適合于野外作業。

采用折疊、拼裝球結構，實現了可移動、可重復使用的目的；通過球表面離散激光點云擬合能精確獲取球心坐標，而球心坐標則能作為后續數據處理直接或間接的控制點信息，因此該裝置能徹底解決離散點特征選取困難的現實問題。