三次元測(cè)定方法及測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及能通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行廣范圍的三次元測(cè)定的三次元測(cè)定方法及測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在歷來(lái)構(gòu)造物的三次元(以下為3D)測(cè)定中，使用全站儀、3D掃描器。然而，這些測(cè)定機(jī)照射測(cè)距光，對(duì)來(lái)自測(cè)定對(duì)象物的反射測(cè)距光進(jìn)行光接收來(lái)進(jìn)行測(cè)距，而需要能從測(cè)定機(jī)的設(shè)置點(diǎn)遠(yuǎn)望測(cè)定區(qū)域整體。因此，對(duì)設(shè)置場(chǎng)所而言存在許多限制，進(jìn)而在測(cè)定對(duì)象物的測(cè)定中存在死角的情況下，還需要測(cè)定機(jī)的設(shè)置替換。
[0003]此外，在測(cè)定對(duì)象物較復(fù)雜的構(gòu)造物中，因?yàn)樘魍膯?wèn)題，所以不能測(cè)定的部分變多。
[0004]在此情況下，必須在各種場(chǎng)所設(shè)置測(cè)定機(jī)來(lái)對(duì)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行測(cè)定，將在各設(shè)置位置(測(cè)定位置)測(cè)定而得到的測(cè)定結(jié)果(3D坐標(biāo))進(jìn)行合成來(lái)制作測(cè)定對(duì)象物的3D模型。另一方面，在各場(chǎng)所測(cè)定而得到的測(cè)定結(jié)果的基準(zhǔn)坐標(biāo)是各測(cè)定機(jī)的位置。在制作3D模型的情況下，必須將在各場(chǎng)所得的測(cè)定結(jié)果坐標(biāo)變換為統(tǒng)一坐標(biāo)。
[0005]進(jìn)而，在坐標(biāo)變換為統(tǒng)一坐標(biāo)的情況下，必須在每次變更測(cè)定位置時(shí)對(duì)各測(cè)定位置間的距離、角度進(jìn)行測(cè)定來(lái)坐標(biāo)變換為統(tǒng)一坐標(biāo)。因此，存在越是復(fù)雜的構(gòu)造物作業(yè)越是繁雜這樣的問(wèn)題。
[0006]此外，除了對(duì)測(cè)定位置間的距離、角度進(jìn)行測(cè)定的方法之外，還有使用3個(gè)以上的被稱為基準(zhǔn)點(diǎn)的已知點(diǎn)來(lái)進(jìn)行合成的方法。然而，有坐標(biāo)不能測(cè)定、繁雜的情況較多這樣的冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供能通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)而不拘于測(cè)定對(duì)象物是復(fù)雜的構(gòu)造物、測(cè)定環(huán)境是復(fù)雜的地形等來(lái)容易地進(jìn)行三次元測(cè)定的三次元測(cè)定方法及測(cè)量系統(tǒng)。
[0008]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的三次元測(cè)定方法，具備:全站儀，具有追蹤功能；以及移動(dòng)測(cè)定機(jī)，具有對(duì)從該全站儀發(fā)射的測(cè)距光、追蹤光進(jìn)行回射的棱鏡，能移動(dòng)并且能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定，所述全站儀被設(shè)置在已知點(diǎn)，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)從能從所述全站儀瞄準(zhǔn)的任意位置將所述全站儀的方向作為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定，所述全站儀對(duì)所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)進(jìn)行三次元測(cè)定的測(cè)定位置進(jìn)行測(cè)定，基于所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的三次元測(cè)定結(jié)果和所述全站儀所測(cè)定的所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定位置來(lái)進(jìn)行將所述全站儀作為基準(zhǔn)的三次元測(cè)定。
[0009]此外，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)具備:全站儀，被設(shè)在已知點(diǎn)，具有追蹤功能；至少一個(gè)移動(dòng)測(cè)定機(jī)，具有對(duì)從該全站儀發(fā)射的測(cè)距光、追蹤光進(jìn)行回射的棱鏡，能移動(dòng)并且能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定；以及運(yùn)算控制部，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)具有能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的測(cè)距、測(cè)角的副測(cè)定部和能檢測(cè)所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定方向、傾斜、傾斜方向的姿態(tài)檢測(cè)器，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)在能從所述全站儀瞄準(zhǔn)的任意的測(cè)定位置基于所述副測(cè)定部的測(cè)定結(jié)果和所述姿態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果將所述全站儀的方向作為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行三次元測(cè)定，所述全站儀對(duì)所述測(cè)定位置進(jìn)行三次元測(cè)定，所述運(yùn)算控制部基于由所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)所得的三次元測(cè)定結(jié)果和所述全站儀的測(cè)定結(jié)果來(lái)進(jìn)行將該全站儀作為基準(zhǔn)的所述測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定。
[0010]此外，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)是，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的所述副測(cè)定部是攝像裝置，基于從任意兩處測(cè)定位置攝像的圖像和所述姿態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定。
[0011]此外，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)是，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的所述副測(cè)定部是激光測(cè)距器。
[0012]此外，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)是，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的所述副測(cè)定部是激光掃描器。
[0013]進(jìn)而，此外，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)是，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)由小型飛行體、搭載在該小型飛行體的攝像裝置、以及追蹤用棱鏡構(gòu)成。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，具備:全站儀，具有追蹤功能；以及移動(dòng)測(cè)定機(jī)，具有對(duì)從該全站儀發(fā)射的測(cè)距光、追蹤光進(jìn)行回射的棱鏡，能移動(dòng)并且能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定，所述全站儀被設(shè)置在已知點(diǎn)，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)從能從所述全站儀瞄準(zhǔn)的任意位置將所述全站儀的方向作為基準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定，所述全站儀對(duì)所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)進(jìn)行三次元測(cè)定的測(cè)定位置進(jìn)行測(cè)定，基于所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的三次元測(cè)定結(jié)果和所述全站儀所測(cè)定的所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定位置來(lái)進(jìn)行將所述全站儀作為基準(zhǔn)的三次元測(cè)定，因此，能在不進(jìn)行所述全站儀的設(shè)置替換的情況下對(duì)成為所述全站儀的死角等不能測(cè)定的范圍進(jìn)行測(cè)定，此外，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定位置只要能從所述全站儀瞄準(zhǔn)即可，而能在任意的位置容易地進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的測(cè)定。
[0015]進(jìn)而，此外，根據(jù)本發(fā)明，具備:全站儀，被設(shè)在已知點(diǎn)，具有追蹤功能；至少一個(gè)移動(dòng)測(cè)定機(jī)，具有對(duì)從該全站儀發(fā)射的測(cè)距光、追蹤光進(jìn)行回射的棱鏡，能移動(dòng)并且能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定；以及運(yùn)算控制部，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)具有能進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的測(cè)距、測(cè)角的副測(cè)定部和可檢測(cè)所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定方向、傾斜、傾斜方向的姿態(tài)檢測(cè)器，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)在可從所述全站儀瞄準(zhǔn)的任意的測(cè)定位置基于所述副測(cè)定部的測(cè)定結(jié)果和所述姿態(tài)檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果將所述全站儀的方向作為基準(zhǔn)來(lái)對(duì)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行三次元測(cè)定，所述全站儀對(duì)所述測(cè)定位置進(jìn)行三次元測(cè)定，所述運(yùn)算控制部基于由所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)所得的三次元測(cè)定結(jié)果和所述全站儀的測(cè)定結(jié)果來(lái)進(jìn)行將該全站儀作為基準(zhǔn)的所述測(cè)定對(duì)象物的三次元測(cè)定，因此，能在不進(jìn)行所述全站儀的設(shè)置替換的情況下對(duì)成為所述全站儀的死角等不能測(cè)定的范圍進(jìn)行測(cè)定，此外，所述移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)定位置只要能從所述全站儀瞄準(zhǔn)即可，而能在任意的位置容易地進(jìn)行測(cè)定對(duì)象物的測(cè)定。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的概略圖。
[0017]圖2是該實(shí)施例中的全站儀、移動(dòng)測(cè)定機(jī)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是該實(shí)施例中的測(cè)定作業(yè)的說(shuō)明圖。
[0019]圖4是在該實(shí)施例中對(duì)測(cè)定對(duì)象物的多個(gè)測(cè)定對(duì)象進(jìn)行測(cè)定的情況下的說(shuō)明圖。
[0020]圖5 (A)、圖5 (B)、圖5 (C)、圖5 (D)分別是可在本實(shí)施例中使用的多種不同形式的移動(dòng)測(cè)定機(jī)的說(shuō)明圖，圖5 (A)示出具備了激光測(cè)距器的移動(dòng)測(cè)定機(jī)，圖5 (B)示出具備了激光掃描器的移動(dòng)測(cè)定機(jī)，圖5 (C)示出具備了激光測(cè)距器、攝像裝置的移動(dòng)測(cè)定機(jī)，圖5 (D)示出在小型飛行體搭載了攝像裝置的移動(dòng)測(cè)定機(jī)。
[0021]圖6是示出將激光測(cè)距器用作副測(cè)定部的情況下的測(cè)定作業(yè)的說(shuō)明圖。
[0022]圖7是示出將小型飛行體用作移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)定作業(yè)的說(shuō)明圖。
[0023]圖8是示出使用了多種不同形式的移動(dòng)測(cè)定機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)定作業(yè)的說(shuō)明圖。
[0024]圖9是示出姿態(tài)檢測(cè)器的一例的概略結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下，一邊參照附圖一邊說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0026]首先，在圖1中，說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例的概略。
[0027]在圖中，I示出作為主測(cè)量裝置的全站儀，2示出作為副測(cè)量裝置的移動(dòng)測(cè)定機(jī)，3示出測(cè)定對(duì)象物。再有，所述全站儀I是可對(duì)測(cè)定點(diǎn)的測(cè)距、水平角、鉛直角進(jìn)行測(cè)定的測(cè)量機(jī)。在本發(fā)明中，所述測(cè)量機(jī)還具有追蹤功能。
[0028]所述全站儀I被設(shè)置在已知的位置。再有，該全站儀I的設(shè)置位置既可以作為絕對(duì)坐標(biāo)而是已知的，或者也可以相對(duì)于所述測(cè)定對(duì)象物3作為相對(duì)的坐標(biāo)而是已知的。此夕卜，所述全站儀I優(yōu)選為能進(jìn)行棱鏡測(cè)定、無(wú)棱鏡測(cè)定，具備追蹤功能。
[0029]關(guān)于所述全站儀I的概略的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定位置設(shè)置三腳架5。在該三腳架5設(shè)置基臺(tái)6，在該基臺(tái)6設(shè)置托架部7。進(jìn)而，在該托架部7設(shè)置望遠(yuǎn)鏡部8。
[0030]所述基臺(tái)6具有校平部，此外支持可相對(duì)于所述測(cè)定對(duì)象物3水平旋轉(zhuǎn)所述托架部7。所述托架部7支持可鉛直旋轉(zhuǎn)所述望遠(yuǎn)鏡部8。
[0031]在該望遠(yuǎn)鏡部8內(nèi)置有測(cè)距部(后述)、光學(xué)系統(tǒng)(未圖示)。該測(cè)距部經(jīng)由所述光學(xué)系統(tǒng)向測(cè)定對(duì)象物射出測(cè)距光，對(duì)來(lái)自該測(cè)定對(duì)象物的反射測(cè)距光進(jìn)行光接收以進(jìn)行測(cè)距。在本實(shí)施例的情況下，所述全站儀I的測(cè)定對(duì)象物為所述移動(dòng)測(cè)定