[發明專利]空間信息采集設備以及空間信息采集方法

有效

• 申請號: 201810150430.X
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN110148080B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 朱峰;崔亞峰
• 申請（專利權）人: 上海杰圖天下網絡科技有限公司
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G05D3/12
• 代理公司: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 鐘宗

本發明涉及一種空間信息采集設備，具有圖像采集裝置、距離方位測量裝置以及與圖像采集裝置和距離方位測量裝置通信連接的控制裝置。圖像采集裝置構造成能圍繞鏡頭光學節點轉動并且采集圖像數據。距離方位測量裝置構造成能轉動并且采集距離方位數據。控制裝置構造用于能分別從圖像采集裝置和距離方位測量裝置獲得圖像數據和距離方位數據。控制裝置構造用于在圖像采集裝置采集圖像數據期間或之后標定鏡頭畸變參數及球坐標映射參數并且以此為基礎根據鏡頭光學節點與距離方位測量裝置的測量中心之間的位置關系對圖像數據和距離方位數據進行配準，從而獲得帶有距離方位信息的全景圖像。本發明還涉及一種相應的空間信息采集方法。

技術領域

本發明涉及一種空間信息采集設備和一種空間信息采集方法。

背景技術

全景采集目前已有比較成熟的技術，如單鏡頭旋轉多次拍攝，多鏡頭同步拍攝等。但沒有能夠同步拍攝全景及采集對應空間內的位置方位數據并獲得精確對應位置關系的設備。

在專利文獻CN103729883A中公開了一種三維環境信息采集與重構系統及方法，所述系統包括二維激光測距儀、全景相機旋轉平臺等。在專利文獻CN105157566A中公開了一種彩色三維激光掃描儀以及三維立體彩色點云掃描方法，采用圖像采集模塊(在該文獻中為鏡頭和圖像傳感器)和激光距離信息采集模塊相結合的復合技術，用于空間或物體的外形結構和彩色紋理進行掃描，并將這些信息轉換為同時包含坐標信息和彩色信息的數字化模型。然而，在這些現有技術中，由于相機的鏡頭節點不在其轉動中心并且不與點云數據的原點重合，導致單次拍攝的圖像以及拼接后的圖像出現較大的位置偏差、畸變或區域間的錯位，使得圖像特別是在全局范圍內無法與點云測量數據做到精確對應，使得圖像的實際使用價值大為降低，特別是對于較短距離空間中的信息采集時，這樣的偏差尤為明顯。因此，用戶無法直接通過對圖像的操作提取出有效的空間位置相關信息，無法達到實用的可見即可得的操作。雖然現在彩色點云能夠通過高密度的掃描提供接近高清照片級別的高分辨率三維場景視圖，但是需要采集海量的信息點。而且在采集時間、用戶瀏覽設備要求、軟件復雜度、易用易分享性能方面都有較大的制約。這樣的設備例如還可以參考專利文獻CN101901501A和CN105928457A等。

目前也有空間數據信息與圖像信息分開采集的解決方案，使得圖像采集能夠滿足完美全景采集的需求，但每次都需要后期加工進行數據匹配，無法達到簡單易用，自動化操作的結果，所以其實用性亦不夠好，且無法產品化。

發明內容

本發明的任務在于提供一種空間信息采集設備、特別是一種便攜的和/或集成的空間信息采集設備以及一種相應的空間信息采集方法，按照本發明的設備和方法能夠克服現有技術的缺點，尤其是能夠同時采集空間360度范圍內的影像數據及距離方位數據并通過控制裝置輸出圖像數據與距離方位數據精確配準后的最終數據。

本發明的第一方面涉及一種空間信息采集設備，該空間信息采集設備包括圖像采集裝置、距離方位測量裝置以及控制裝置，圖像采集裝置和距離方位測量裝置能分別與控制裝置通信連接。所述圖像采集裝置構造成能圍繞其唯一的鏡頭光學節點在至少一個方向上轉動并且采集目標空間的圖像數據；所述距離方位測量裝置構造成能在至少一個方向上轉動并且采集目標空間的距離方位數據。所述控制裝置構造用于分別從圖像采集裝置和距離方位測量裝置獲得圖像數據和距離方位數據。此外，所述控制裝置構造用于在圖像采集裝置采集圖像數據期間或之后標定鏡頭畸變參數及球坐標映射參數并且以所標定的鏡頭畸變參數及球坐標映射參數為基礎根據鏡頭光學節點與距離方位測量裝置的測量中心之間的相對位置關系對圖像數據和距離方位數據進行配準，從而獲得帶有距離方位信息的全景圖像。