[發明專利]獲取三維測量點的測量系統

有效

• 申請號: 202210275425.8
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN115150545B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: J·斯蒂格瓦爾;A·施文德納;托馬斯·延森;M·施羅德;楊征
• 申請（專利權）人: 赫克斯岡技術中心
• 主分類號: H04N23/698
• 分類號: H04N23/698;H04N17/00;H04N23/60
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張亞靜;王小東

本公開涉及具有全景圖像獲取功能的測量系統。本發明涉及一種獲取三維測量點的測量系統，該測量系統包括：基座單元；支承單元；發射單元；接收單元；引導單元；第一致動器；第二致動器；第一角度編碼器；第二角度編碼器；捕獲至少部分場景的圖像的攝像頭；連接至第一致動器、第二致動器、第一角度編碼器、第二角度編碼器和攝像頭的計算機，針對利用攝像頭生成第一全景圖像，該計算機被配置為：控制所述圖像傳感器以幀速率來對幀進行采樣，控制所述第一致動器以轉速來旋轉所述支承單元，所述轉速按照使n個連續幀重疊的方式與所述圖像傳感器的所述幀速率相適應，其中，n≥3，以及對所述采樣的幀中的至少一些幀進行處理，以形成所述第一全景圖像。

技術領域

本發明涉及一種用于獲取三維測量點的測量系統，特別是涉及一種大地測量儀器。這種儀器的示例是全站儀、經緯儀或激光掃描儀。

背景技術

通用測量系統通常包括出于文檔記載原因、用于點云著色、用于目標搜索、用于目標距離定位和/或用于目標標識的攝像頭。以這種方式，將所測量的點或點云數據利用對于它們的最終使用特別有幫助的另外信息來進行增強，或者場景中可用目標可以被自動檢測和瞄準，特別是在考慮到屬于特定目標類型的跟蹤/測量參數的情況下。

為了測量三維點，該儀器通常包括用于繞豎直軸線旋轉的裝置。因此，不僅對于捕獲單個圖像，而且對于利用精確的旋轉運動來捕獲全景圖像，這些狀況都是極好的。

當利用測量系統捕獲全景圖像時，一種常見的操作模式是“停止并拍攝(stop-and-go)”方法，其中以具有某一重疊的規則間隔來拍攝全視場圖像。顧名思義，運動會針對各個圖像而停止，并由此對曝光時間沒有嚴格的限制。因此，停止并拍攝適合于低光情形，并且通過拍攝具有不同曝光時間的多個圖像的HDR突發(HDR-burst)，可以覆蓋大的動態范圍。由于在獲取期間沒有運動，因此，同步也是微不足道的，并且在儀器上運行的軟件可以控制圖像觸發。

停止并拍攝全景圖的不利方面是重疊區域中的拼接(stitch)并非是微不足道的。除非攝像頭繞其入射光瞳旋轉，否則將存在“視差”移位，這導致類似雙重曝光狀的重影。拼接視差還導致關于投影映射的不確定性，因而也難以將3D點準確地渲染(render)到全景圖上或者將全景圖用于測量。

針對機械學的另一問題是加速力。對于各個位置，必須對相對大的質量進行加速和減速，從而造成振動并且需要穩定時間。

而且，當對象處于運動中時可能存在“重影”(即，同一個人或半透明的部分對象在重疊區域中的多個副本)，并且圖像亮度、顏色、清晰度的任何不均勻性都可能在全景圖中產生可見的圖塊圖案(tile-pattern)。當捕獲多曝光HDR突發時，進一步加重了運動偽像，并且由于HDR突發數據不一致，因此，該運動偽像可能不僅產生“重影”，而且還產生圍繞移動對象邊緣的奇怪顏色/強度條紋(fringe)。即使是小的運動(諸如風吹動樹枝)也可能產生嚴重的偽像。

可用的測量系統還具有被分成兩個獨立單元的用于圖像捕獲的攝像頭以及目標搜索系統，這導致較高的裝配費用和復雜性。除此之外，這些單元彼此相對地在空間上偏移，使得它們無法共用同一幾何參考系。

本發明的目的

因此，本發明提供了一種改進的測量系統。根據本發明的測量系統使得能夠進行更魯棒、更準確以及更快的全景圖像獲取以用于測量的目的，并且測量系統組件的磨損更低。

發明內容