[發明專利]一種基于激光測距儀的大地測繪方法

在審

• 申請號: 202111132204.7
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113758430A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 張鴻洋;李子豪;包明遠;李禹萱
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03;G01B11/06;G06T17/05
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 王妮

本發明公開了一種基于激光測距儀的大地測繪方法，具體涉及xx技術領域，包括：激光發射器、掃描器、攝像機、至少兩個以上的轉動馬達和控制單元，步驟如下，S1,將激光發射器、掃描器、攝像機和轉動馬達均安裝于行駛汽車的頂部；S2，兩個轉動馬達分為水平轉動馬達和垂直轉動馬達，確保激光發射器和掃描器可以多角度多維度進行旋轉。本方案利用激光發射器和掃描器可以在物體表面產生一條光紋，而圖像上每一點的亮度反映了空間物體表面某點反射光的強度，而該點在圖像上的位置則與空間物體表面相應點的幾何位置有關，由此構建攝像機坐標系和世界坐標系，并計算出各點的空間坐標，又根據實際比例，從而計算出實際地形的尺寸，計算精確。

技術領域

本發明涉及大地測繪技術領域，更具體地說，本發明涉及一種基于激光測距儀的大地測繪方法。

背景技術

激光測距儀，是利用調制激光的某個參數實現對目標的距離測量的儀器。激光測距儀測量范圍為3.5-5000米，按照測距方法分為相位法測距儀和脈沖法測距儀，脈沖式激光測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈沖激光束，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。相位法激光測距儀是利用檢測發射光和反射光在空間中傳播時發生的相位差來檢測距離的。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準確，其誤差僅為其它光學測距儀的五分之一到數百分之一。

根據專利網中公開的專利號為CN 101995578A的一種基于激光測距儀的大地測繪方法，該方案在遙控飛機上加入反射鏡面系統，反射鏡控制在一定的角度和頻率轉動，當地面激光束打到反射鏡上時，反射鏡會對地面進行大面積空間掃描，激光點到地面時，地面的散射光重新反回到地面激光器的接收系統，由地面接收系統、放大處理系統、測繪處理軟件完成對地面的高精度測繪。因此，一次測量的地面面積與遙控飛機的空中高度有與，當遙控飛機在100米時，反射鏡有45度轉角時，可對直徑200米范圍內的地面進行測繪，實現大面積地面形狀測繪；然而該發明并未對利用激光測距的具體方法進行公開，若只是簡單的利用激光反射原理進行測距，效率低下，且適用環境窄小，不具備實用性。

因此亟需提供一種基于激光測距儀的大地測繪方法。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種基于激光測距儀的大地測繪方法，以解決大地測繪方法的效率不高，結果不夠精確的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種基于激光測距儀的大地測繪方法，包括：激光發射器、掃描器、攝像機、至少兩個以上的轉動馬達和控制單元，步驟如下，

S1,將激光發射器、掃描器、攝像機和轉動馬達均安裝于行駛汽車的頂部；

S2，兩個轉動馬達分為水平轉動馬達和垂直轉動馬達，確保激光發射器和掃描器可以多角度多維度進行旋轉；

S3，激光發射器配合掃描器在物體表面產生一條深度和高度清晰的光紋，攝像機及時拍攝光紋照片；

S4，攝像機將拍攝的照片導入電腦，并分別構建以像素為單位的坐標系與毫米為單位的坐標系；

S5，再構建攝像機坐標系與世界坐標系；

S6，將多角度的立體圖形進行整合，形成三維立體坐標系模型；

S7，根據圖片與實際物體圖形的比例，計算其長、寬、高等數值。

優選地，所述S4中的以像素為單位的坐標系由u、v軸組成，所述以毫米為單位的坐標系由x、y軸，在x、y坐標系中，原點定義在攝像機光軸與圖像平面的交點，在u、v坐標中，任意一點坐標為(u₀,v₀)，每個像素在任意一點的尺寸為s_x、s_y，則圖像中任意一個象素在兩個坐標系下的坐標有如下關系如下關系：再用齊此坐標和矩陣坐標表示為：

逆關系可寫成：