移AO的根據(jù)本發(fā)明的確定，具有軸x、y、z的第一本地參照系統(tǒng)Ll與 具有軸x'、y'、z'的第二本地參照系統(tǒng)L2之間或者第一部署Sl與第二部署S2之間的變換參 數(shù)(平移向量主1和旋轉(zhuǎn)矩陣是已知或可確定的。定向Ol或定向02分別對應于X軸或X' 軸。使用運些變換參數(shù)，能夠?qū)牡诙渴餝2并且因此關(guān)于具有零點P2的第二參照系統(tǒng)L2 確定的測量環(huán)境點30的位置數(shù)據(jù)平移到第一部署SI,使得它們可作為位置數(shù)據(jù)Yli用在 具有零點Pl的第一參照系統(tǒng)Ll中。
[0075] 來自坐標X'、y'、z'的位置數(shù)據(jù)是通過測量裝置1的測距功能和角度測量功能通 過測量距離d' W及兩個角度S '和e '來確~定的。使用基于方向19和方向19 '或方向32和方向 32'W及所測量到的距離D'確定的平移向量主1和旋轉(zhuǎn)矩陣來計算坐標x、y、z的位置數(shù)據(jù)
因此，通過根據(jù)本發(fā)明的方法，關(guān)于第一部署Sl確定了從部署S2測 D'. 量的測量環(huán)境點30的空間定位。
[0076] 如果此外第一參照系統(tǒng)Ll也被地理參照，運意味著變換參數(shù)是從使得能實現(xiàn)第一 參照系統(tǒng)Ll到具有軸N(北）、E(東）、h(高度）的絕對外部參照系統(tǒng)G的變換的平移向量主2和 旋轉(zhuǎn)矩陣獲知的，則在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個發(fā)展中，從外部參照系統(tǒng)G中的坐標E、 N、h，位置數(shù)據(jù)卸被變換為位置數(shù)據(jù)町=Es =星','I ?區(qū)U +￡2 D如果測量裝置1在第一部署Sl中 與外部參照系統(tǒng)對準并且按照xy平面確切地與地平面化N平面)平行延伸的方式設置，則從 第一參照系統(tǒng)Ll到參照系統(tǒng)G的變換簡化為Z方向或h方向上的平移。因此，從部署S2測量到 的測量環(huán)境點30的空間定位的指定是通過根據(jù)本發(fā)明的方法關(guān)于外部絕對參照系統(tǒng)G執(zhí)行 的，如此，測量環(huán)境點30的所測量到的位置數(shù)據(jù)被地理參照。
【主權(quán)項】
1. 一種用于精確地確定具有激光測距功能和角度測量功能的大地測量裝置（1)的，特 別是經(jīng)煒儀或全站儀的，由第二位置(P2)和第二定向（02)限定的第二部署(S2)相對于由第 一位置(P1)和第一定向（01)限定的第一部署(S1)的位置偏移（ΔΡ)和定向偏移（△0)的方 法，其中，所述第一部署(S1)和所述第二部署(S2)位于同一測量環(huán)境中，該方法包括以下步 驟： ?從所述第二部署(S2)記錄所述測量環(huán)境的至少第二連續(xù)區(qū)域(4'，9'，2Γ，31'）的所 述環(huán)境的第二圖像(22'，26'）， ?使所述環(huán)境的所述第二圖像(22'，26'）的圖像元素（24'，25'，28'）與所述環(huán)境的第 一圖像(22,26)的對應的圖像元素(24,25,28)相匹配，所述環(huán)境的所述第一圖像(22,26)是 從所述第一部署(S1)記錄的并且對所述測量環(huán)境的至少一個第一連續(xù)區(qū)域(4,9,21，31)進 行成像，其中，所述第一連續(xù)區(qū)域和所述第二連續(xù)區(qū)域(4,9,21，31，4'，9'，21'，31'）具有多 個公共測量環(huán)境點(30)， ?在所述大地測量裝置（1)的內(nèi)部參照系統(tǒng)(L1，L2)中，基于所述環(huán)境的各個圖像(22， 26,22'，26'）中的各個圖像元素(24,25,28,24'，25'，28'）的定位來確定分別從所述第一部 署和所述第二部署(S1，S2)到與對應的圖像元素(24,25,28,24'，25'，28'）相對應的測量環(huán) 境點(30)的方向（19,32，19'，32'）， ?確定定標因子， ?基于所確定的方向（19,32，19'，32'）和所述定標因子精確地確定所述位置偏移（八 P)和所述定向偏移（A0)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于 定標因子是通過以下各項來確定的： ?借助于從所述第二部署（S2)到其方向已被確定的至少一個測量環(huán)境點（30)的距離 (D'）的精確無接觸測量，特別是激光光學測量，更具體地，其中，所述距離(D'）的精確無接 觸測量被自動地引起，其中，所述大地測量裝置（1)基于所確定的方向（19,32,19'，32'）在 要測量的所述測量環(huán)境點（30)上自動地對準，或者 ?借助于在所述環(huán)境的所述第一圖像和/或所述第二圖像中成像的具有已知尺寸的對 象，具體地為比例尺。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于 所述第一位置(P1)和所述第一定向（01)是關(guān)于外部參照系統(tǒng)(G)精確地確定的，具體 地，所述第一位置(P1)和所述第一方向(01)被精確地地理參照。4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△0)是關(guān)于所有六個自由度而確定的。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 ?從所述第二部署(S2)記錄所述測量環(huán)境的至少一個另外的連續(xù)區(qū)域(9'，2Γ)的所 述環(huán)境的另外的圖像，其中，所述另外的連續(xù)區(qū)域是基于從所述環(huán)境的所述第一圖像和/或 所述第二圖像中提取的圖像特征指定的，更具體地，其中，所述環(huán)境的所述另外的圖像具有 比所述環(huán)境的所述第二圖像更高的分辨率，以及 ?使用所述環(huán)境的所述另外的圖像作為所述環(huán)境的第二圖像來執(zhí)行以下方法步驟： 0匹配圖像元素， 〇確定所述方向， 〇確定定標因子，以及 〇精確地確定所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△ 0)。 6 .根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 所述環(huán)境的圖像(22,26,22'，26'）是通過以下各項來記錄的： ?通過攝影或激光掃描，具體地，通過配準反射激光強度，具體地，其中，在處理中記錄 的測量環(huán)境點(8,8'，8"）按照預定最小密度來覆蓋所述測量環(huán)境的各個連續(xù)區(qū)域(4,9,21， 31，4'，9'，21'，31'），和/或 ?關(guān)于記錄方向，該記錄方向具體地在至少1.5°，具體地至少45°，特別地至少大約 360°的角度之上相對于外部絕對參照系統(tǒng)(G)為水平的，具體地，作為其結(jié)果，全景圖像、全 景3D掃描或范圍全景圖像被生成為所述環(huán)境的圖像(22'，26'，22,26)。7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 圖像元素是單獨的圖像點，具體地，所述環(huán)境的所述圖像(22,26,22'，26'）的像素或30 點，或者圖像元素是借助于圖像處理，特別地，基于邊緣的和/或基于區(qū)域的分段，從所述環(huán) 境的所述圖像中提取的圖像特征(24,25,28,24'，25'，28'），具體地，其中，圖像特征由幾何 圖元和/或描述符表示。8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 圖像元素的匹配是借助于以下各項而引起的： ?迭代匹配算法，具體地，迭代最近點算法，或 ?密集匹配算法，具體地，半全局匹配算法，或 ?差方和或最小二乘算法，或 ?基于特征的算法，具體地，基于尺度不變特征變換算法和/或加速魯棒特征算法。9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 從所述第二部署(S2)借助于所述激光測距功能和所述角度測量功能確定的所測量到 的測量環(huán)境點（30)的位置數(shù)據(jù)(>2)是按照所測量到的測量環(huán)境點（30)的位置相對于所述 第一位置(P1)和所述第一定向（01)可得到的這樣的方式基于所確定的位置偏移（ΔΡ)和定 向偏移（A 〇)變換的。10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 所述第二連續(xù)區(qū)域和/或所述第一連續(xù)區(qū)域(4'，9'，21'，31'）的自動目標化指定基于 近似的位置和定向信息。11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 所述位置偏移（A P)和所述定向偏移（△0)被精確地確定，使得所述第二位置(P2)和所 述第二定向(02)能夠以大地測量準確性被確定。12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 傳送所述環(huán)境圖像（22'，26'，22,26)或所述圖像元素（24'，25'，28'，24,25,28)的數(shù) 據(jù)，并且在所述測量裝置外部，具體地，在智能電話上或通過云服務執(zhí)行方法步驟。13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的方法， 其特征在于 自動化單獨的方法步驟，具體地所有方法步驟的執(zhí)行，具體地還自動執(zhí)行單獨的方法 步驟，具體地所有方法步驟。14. 一種大地測量裝置（1 )，該大地測量裝置（1)包括： ?結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被布置在底座上并且可繞回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)， ?瞄準單元，其中，所述瞄準單元具有用于發(fā)射激光束、限定光學目標軸的至少一個發(fā) 射單元以及用于精確地測量到對象的距離的測距功能， ?用于精確地配準由所述結(jié)構(gòu)相對于所述底座的相對回轉(zhuǎn)位置限定的至少一個回轉(zhuǎn) 角度的角度測量功能，以及 ?控制與評價單元(50)， ?用于記錄環(huán)境圖像(22'，26'，22,26)的單元(2)，具體地為數(shù)碼相機、1?頂相機或激光 掃描模塊， 其特征在于 所述控制與評價單元(50)按照根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項所述的方法能夠利用所 述控制與評價單元(50)來實施的方式被具體實現(xiàn)。15. -種被存儲在機器可讀介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品或通過電磁波具體實現(xiàn)的計算機 數(shù)據(jù)信號，所述計算機程序產(chǎn)品或所述計算機數(shù)據(jù)信號包括適合于根據(jù)權(quán)利要求1至13中 的任一項所述的方法從大地測量裝置（1)的所述環(huán)境的記錄圖像確定所述大地測量裝置 (1)的位置偏移（A P)和定向偏移（△ 0)的程序代碼。
【專利摘要】確定大地測量裝置的位置和定向偏移的方法及測量裝置。用于基于基于圖像確定的方向以及通過激光光學裝置測量的到測量環(huán)境點的至少一個距離、在大地測量裝置(1)特別是全站儀或經(jīng)緯儀的同一測量環(huán)境中精確地確定第二部署(S2)相對于第一部署(S1)的位置偏移(ΔP)和定向偏移(ΔO)的方法，所述測量環(huán)境點既在第二環(huán)境圖像(22’,26’)中也在第一環(huán)境圖像(22,26)中被成像。
【IPC分類】G01C15/00
【公開號】CN105716590
【申請?zhí)枴緾N201510962069
【發(fā)明人】伯恩哈德·麥茨勒, S·M·B·加切特托亞
【申請人】萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月21日
【公告號】EP3034995A1, US20160187130