專利名稱：確定覘標相對于帶有至少兩臺相機的測量儀的坐標的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測量儀，諸如全站儀。更具體而言，本發(fā)明涉及用于確定覘標相對于測 量儀的坐標的方法，所述測量儀具有至少兩臺相機以用于捕獲視區(qū)以及在該視區(qū)中的至少 一個識別覘標點。
背景技術：
在測量中，測地儀中相機的使用可以提供改善的用戶便利性以及新的功能。更具 體而言，視野——諸如由相機提供并在儀器顯示器上顯示的圖像或視頻內容——可以用于 協(xié)助選定覘標，以及用于向用戶提供潛在的關注點的概覽。在傳統(tǒng)目鏡和示于顯示器上的視頻圖像之間的一個顯著區(qū)別是，顯示器圖像可具 有主動的信息覆蓋圖。多種信息可以與被捕獲圖像一起給出，以便于儀器的使用。對于全站儀的一般背景(該全站儀包括一部相機，用以捕獲該全站儀所對準的視 野的圖像或視頻內容)，參見WO 2005/059473。該類測量儀，也即包括相機的測量儀，有時被稱作視頻經(jīng)緯儀。在常規(guī)的測地儀中，可以替代性地或補充性地使用電子距離測量(EDM)，其中已調 制的光束被發(fā)射至覘標，隨后在測地儀上檢測從覘標反射回的光線。檢測信號的處理使得通過例如飛行時間(TOF)測量方法或相位調制技術確定到 覘標的距離成為可能。使用TOF技術，測量激光脈沖從測地儀到覘標并返回的飛行時間，由 此可以計算距離。使用相位調制技術時，將不同頻率的光從測地儀發(fā)射至覘標，由此檢測到 反射光脈沖，并基于發(fā)射和接收脈沖之間的相位差，計算距離。

發(fā)明內容
在視頻經(jīng)緯儀領域，或更廣泛而言，對于帶有相機的測地儀，當相機中心與儀器旋 轉中心不重合時會出現(xiàn)問題?；谙鄼C圖像確定的從相機中心到覘標的方向通常不直接用 作從儀器旋轉中心到覘標的方向。此外，在距覘標約0-25米的近距離范圍，EDM類型的測地儀由于覘標斑點(target spot)的尺寸、不完美的光學構造導致的低信號強度、光學串擾、測量誤差等而具有許多局 限。本發(fā)明提供了一種用于確定關注點或覘標相對于測量儀的覘標坐標的方法，其中 所述關注點和覘標在由該測量儀中的兩臺不同相機捕獲的兩幅圖像中被識別出。貫穿于本申請，術語“測地儀”、“測量儀”以及“全站儀”的使用可以互換使用。當相機中心或透視中心以及測量儀的旋轉中心不重合(偏心)時，一般不可能直 接確定從旋轉中心到相機捕獲的圖像中識別或指示的任意點的正確方向。換言之，如果由 相機捕獲的圖像確定從相機到覘標的方向，通過近似使用從相機的方向通常不足以確定從 旋轉中心(其不與相機中心重合)到覘標的方向。僅僅在到關注點的距離是已知的情況下， 才能由圖像得出從旋轉中心到覘標的正確方向。因此，我們希望確定覘標相對于測量儀的
5旋轉中心的坐標。本發(fā)明提供了一種用于確定覘標相對于測量儀的坐標的方法，其中使用在第一相 機位置和取向的第一相機捕獲第一圖像，通過在第一圖像中識別至少一個目標點來選擇覘 標，以及，測量第一圖像中的所述至少一個目標點的第一圖像坐標。使用在第二相機位置和 取向的第二相機、優(yōu)選與第一圖像同步地捕獲第二圖像，第一圖像中被識別的至少一個目 標點同樣在第二圖像中被識別，并測量第二圖像中的至少一個目標點的第二圖像坐標。最 后，基于第一相機的位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位置和取向、第二圖像坐標、以 及相機校準數(shù)據(jù)，確定覘標相對于測量儀的旋轉中心的坐標。本發(fā)明利用了以下認識通過利用測量儀中相機的偏心性用于由相機捕獲相應圖 像，可以確定關注點離測量儀的坐標，其中所述相機位于已知的相機位置和取向，所述位置 和取向對于各相機是不同的。因此，使得能夠在兩幅圖像中連同相機校準數(shù)據(jù)來識別目標 點及其坐標。當相對于儀器的旋轉中心的覘標坐標得到確定之后，就能夠確定從旋轉中心 到目標的距離。不過，除了確定距離外，覘標坐標還可以用于其他目的。例如，其對于非常 精確地測量全站儀相對于地面參考點的坐標也是十分有用的，以安置測量儀。有利的是，相 對于測量儀的旋轉中心確定覘標坐標。顯然，可替代地，也可能使用全站儀作為“原點”，并 表示地面參考點相對于全站儀的坐標。本發(fā)明也提供了 一種全站儀，其包括用于實現(xiàn)上述方法的各種裝置。此外，由本發(fā)明提供的雙相機解決方案是高度有利的，因為，它可以與帶有常規(guī) EDM的測量儀相結合使用。因此，雙相機覘標瞄準可以用于較近的范圍(例如，約0-25米的 范圍內)，而EDM可以用于更遠的范圍(>25米)。此外，本發(fā)明可以通過計算機程序實施，當執(zhí)行該計算機程序時，在測量儀中實施 本發(fā)明方法。所述計算機程序可以例如被下載至測量儀以升級。如應理解的，可以根據(jù)特 定環(huán)境的要求使用軟件、硬件、固件，或其結合，在測量儀上實現(xiàn)本發(fā)明方法。


在下列具體描述中參照了附圖，在附圖中圖1是一幅示意圖，從側面示出了具有與儀器旋轉中心偏心的相機的測量儀的情形。圖2從上方示意性示出了，同樣在儀器瞄準線與相機瞄準線同軸的情況下，相機 中心與儀器中心之間的偏心如何導致相對于目標點的角度差。圖3示意性示出了可被相機捕獲并顯示于儀器屏幕上的一幅圖像或視頻幀。圖4是本發(fā)明方法的一個總體概要。圖5是一幅示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的測量儀的實施方案，該測量儀具有與儀 器旋轉中心偏心的兩臺相機，且每臺相機均具有平行于儀器的瞄準線的瞄準線。使用該兩 臺不同的相機捕獲圖像。圖6是本發(fā)明方法的實施方案的概要。圖7示意性示出了從兩臺相機捕獲各自的圖像，以及沿第二圖像的核線的一部分 識別目標點。圖8示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的測地儀。
具體實施例方式圖1示意性示出了一種情形，其中在由測量儀中的相機捕獲的圖像中識別出與覘 標P相關的目標點。在該圖中示出了用于捕獲以相機軸線102為中心的圖像的相機傳感器 101，諸如CMOS相機或CXD。通過光學系統(tǒng)103在相機傳感器101上形成一幅圖像。通過繞 儀器旋轉中心104以水平和豎直角度旋轉，測量儀可以對準期望的覘標。如圖所示，相機的 光學系統(tǒng)103相對于儀器的旋轉中心偏心(距儀器的旋轉中心的間隔分別為 和力)。因 此如圖所示，相機軸線102(相機視野的中心線)與儀器的光學軸線105(即，光學瞄準線) 不共線。相機光學軸線102在理想狀態(tài)下應與相機傳感器101的平面垂直，且光學系統(tǒng)103 應不存在扭曲或失真，而這在實踐中是難以實現(xiàn)的。圖3示意性示出了相機所捕獲的一幅圖像。此圖像可以被呈現(xiàn)給使用測量儀的操 作者，使得操作者能通過點擊圖像來選中覘標P的至少一個圖像目標點或通過其他方式指 示期望的目標點。在現(xiàn)有技術的測量儀中，對準準確的點是十分耗時和乏味的，尤其是與本 發(fā)明中操作者只簡單點擊圖像即可對準相比時。儀器的光學軸線(即光學瞄準線)粗略地 指向圖像中心，該圖像中心在圖3中以十字準線(corss-hair)示出。為了確定從測量儀到被選覘標P的方向，在儀器中執(zhí)行許多函數(shù)。例如，如果將從 相機到覘標的方向表示為自相機軸線的水平和豎直角度(θχ，θ y)，則在儀器(或在輔助控 制單元中)中提供一個函數(shù)，其通過基于相機捕獲的圖像或視頻內容中的像素坐標，計算 水平和豎直角度(θ χ，Θ0，從而確定從相機到覘標的方向。因此，基于圖像像素計算水平 和豎直角度(Θχ，θο的函數(shù)f可以描述為(θχ, Θ0 = f(x, y,C)其中x，y是相機坐標系中期望覘標的像素數(shù)值(或更一般地說，像素坐標)，以及 C是針對每一系統(tǒng)待確定的校準(calibration)因數(shù)。校準因數(shù)C包括關于相機的詳細資 料，例如但不限于，相機的偏心距 和ei，及其焦距f。am(圖1)。為了總體的說明如何基于 儀器相機捕獲的圖像計算水平和豎直角度，請參見上述的WO 2005/059473。為使用一幅圖像找出從儀器到由偏心相機所捕獲的覘標的方向，例如用于將儀器 對準期望覘標P，需要知道到該覘標的距離。因此，研究圖2示出的示意圖可能是有用的。 圖2是俯視平面圖，圖示了當前瞄準線(光學的及EDM的)與相機(cam)和儀器(instr) 中心的期望覘標(P)之間的角度。相機校準數(shù)據(jù)用于確定到目標點P的相機角度Θ。，但到 目標點P的儀器角度Qi將略有不同，如圖2所示。因此，為了使用一幅圖像找出從儀器到 覘標的方向，例如用于將儀器對準期望目標點P，需要知道到該覘標的距離。應理解的是，圖 2僅是示例性圖示。但是，如果由測量儀中的一對相機捕獲兩幅圖像，其中使用在第一相機位置和取 向的第一相機捕獲第一圖像，所述第一相機位置與測量儀的旋轉中心偏心，以及使用在第 二相機位置和取向的第二相機優(yōu)選地同步捕獲第二圖像，所述第二位置通常地但并不必要 地與測量儀的旋轉中心偏心，在第一圖像和第二圖像中識別出對應于覘標的至少一個目標 點，并測量該目標點在第一圖像和第二圖像中的圖像坐標，可以使用相機校準數(shù)據(jù)來確定 覘標相對于測量儀器的旋轉中心的坐標。雖然測量的主要目的通常是獲得覘標相對于測量儀的旋轉中心的坐標，確定從測量儀的旋轉中心到覘標的方向也可能是有用的，例如，用于將測量儀器對準覘標以用于后 續(xù)的距離測量。此外，確定從測量儀的旋轉中心到覘標的距離也可能是有用的，例如，用于 為使用飛行時間測量方式的距離測量儀器確定一個采樣時間間隔、確定EDM的聚焦能力、 以及為另一相機或使用者確定自動對焦。
根據(jù)本發(fā)明的方法的主要步驟在圖4中列出。本方法在包括至少兩臺相機的測量 儀中進行，并始于步驟S401 使用在第一相機位置和取向的第一相機捕獲第一圖像，所述 第一相機位置與測量儀的旋轉中心偏心。同時，使用在第二相機位置和方向的第二相機捕 獲第二圖像，其中第二相機位置也與測量儀的旋轉中心偏心。本方法接著繼續(xù)在步驟S402 中進行覘標的選擇。在第一圖像中識別出與覘標相關的至少一個目標點，所述第一圖像可 以是相機捕獲的快照或視頻內容的一幀。例如，覘標可以通過操作者點擊顯示第一相機捕 獲的圖像的屏幕進行選擇而得到識別，或者以相對于捕獲圖像指出所選覘標的任何其他適 合方式得到識別。我們同樣設想，覘標識別可以以其他方式進行，諸如使用位于覘標處的棱 鏡、邊緣檢測、覘標特征(例如，箭頭)識別等。為了便利于覘標選擇，優(yōu)選的是，例如使用 十字準線、點等，在屏幕圖像上指示出儀器瞄準線當前對準的點(針對該點測量坐標)。應 注意到的是，只要目標點在兩幅圖像中均存在，即可以確定覘標坐標。并不嚴格需要在屏幕 上進行覘標識別，以確定覘標坐標。一旦通過在步驟S402中識別第一圖像中的目標點而選擇了覘標，則在步驟S403 中測量目標點在第一圖像中的第一圖像坐標。在步驟404中，在第二圖像中識別在第一圖像上被識別的目標點。例如，目標點可 以通過操作者點擊顯示由第二相機捕獲的圖像的屏幕進行選擇而得到識別，或優(yōu)選地通過 數(shù)字圖像處理得到識別。一旦在步驟404中在第二圖像上識別出目標點，則在步驟405中測量目標點在第 二圖像中的第二圖像坐標。第一相機的位置和取向通過考慮第一相機中心到儀器旋轉中心的水平和豎直方 向(例如，以偏心距參數(shù) 和ei為形式的第一相機校準數(shù)據(jù))而確定，從而使得第一相機 坐標與測量儀坐標相關聯(lián)。此外，如下文將討論的，可以考慮其他的校準數(shù)據(jù)，例如相機位 置獨立參數(shù)，諸如所稱的相機常數(shù)，其代表相機中心和圖像平面之間的距離，和/或失真參 數(shù)，其取決于圖像位置。同樣地，第二相機的位置和取向通過考慮第二相機中心到儀器旋轉 中心的水平和豎直方向(例如，以偏心距參數(shù) 和^形式的第二相機校準數(shù)據(jù))而確定， 從而使得第二相機坐標與測量儀坐標相關。最后，在步驟S406中，基于第一相機的位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位 置和取向、第二圖像坐標、以及相應的相機校準數(shù)據(jù)，確定覘標相對于測量儀的旋轉中心的 坐標。假定需要覘標的掃描圖，也即，覘標的三維外觀是重要的，采用與圖4示出的程序 類似的程序。首先，將測量儀指向覘標的方向，并在使測量儀掃過覘標的同時以兩臺相機捕 獲多幅圖像，由此，能夠描繪整個覘標。如果捕獲了大量的圖像，通過使用圖像分析軟件來 輔助測量儀操作者，在每幅第一相機圖像里都能識別與覘標相關的至少一個目標點，從而 測量目標點在第一圖像中的第一圖像坐標。不過，通常將識別多個目標點。在每幅第一圖 像中識別的目標點又在對應的每幅第二圖像中被識別，并測量目標點在各第二圖像中的第二圖像坐標。此后，基于第一相機的位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位置和取向、第 二圖像坐標、以及各相機校準數(shù)據(jù)，確定覘標相對于測量儀的旋轉中心的坐標。因此，由各 對圖像確定的坐標可以用于形成被掃描覘標的三維圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩臺相機的測量儀的實施方案的示意圖。為簡明 起見，測量儀以二維示出，并可以看作俯視圖或側視圖。但是本領域普通技術人員將非常清 楚本發(fā)明的教導如何擴展至三維的情形。測量儀500包括第一相機，該第一相機包括第一相機傳感器501和第一光學系統(tǒng) 502。第一相機具有第一相機中心，或第一投射中心，該中心具有與儀器500的旋轉中心的 位置0偏心的第一相機位置0’，該第一相機具有第一相機取向。測量儀500還包括第二相 機，該第二相機包括第二相機傳感器503和第二光學系統(tǒng)504。該第二相機具有第二相機中 心或第二投射中心，該中心具有與儀器600的旋轉中心的位置0偏心的第二相機位置0”，該 第二相機具有第二相機取向。每個相機的瞄準線基本平行于儀器的瞄準線。所述相機可以 相對于儀器旋轉中心具有任意偏心位置。通過第一相機傳感器501 (第一相機中心位于與測量儀500的旋轉中心位置0偏 心的第一相機位置0’，并具有第一相機取向)捕獲第一圖像。通過識別第一圖像中的位置 P’的至少一個目標點，選擇位于位置P的覘標。一旦通過識別第一圖像中的目標點而選中 覘標，則測量該目標點在第一圖像中的第一圖像坐標。通過第二圖像傳感器502 (其位于與測量儀500的旋轉中心位置0偏心的第二相 機位置0”，并具有第二相機取向)——優(yōu)選但不是必須與第一圖像同步地——捕獲第二圖 像。在第一圖像中識別出的所述至少一個目標點也被識別在第二圖像的位置P”。一旦在第 二圖像中識別出目標點，則測量目標點在第二圖像的P”位置的第二圖像坐標。最后，基于第一相機的位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位置和取向、第二 圖像坐標、以及第一和第二相機的校準數(shù)據(jù)確定覘標P相對于測量儀的旋轉中心0的坐標。 因此，第一圖像和第二圖像分別通過第一和第二相機捕獲。目標點的圖像坐標可以在圖像 中測量，而覘標相對于儀器旋轉中心的覘標坐標可以使用相應的相機的校準數(shù)據(jù)來確定。圖5圖示了理想相機的設置，原因是兩臺相機的瞄準線是平行的。應提到的是，相 機可以相對彼此具有發(fā)散角或會聚角。圖6是在諸如圖5示意性公開的包括兩臺相機的測量儀中執(zhí)行本發(fā)明的方法的實 施方案的概要。該方法的輸入為包括相機和測量儀參數(shù)的相機校準數(shù)據(jù)。該方法從步驟 S601開始，其中使用在第一相機位置和取向的第一相機捕獲第一圖像，所述第一相機位置 與測量儀的旋轉中心偏心；并同時使用在第二相機位置和取向的第二相機捕獲第二圖像， 所述第二相機位置和取向同樣與旋轉中心偏心。在步驟S602中，通過在第一圖像中識別對 應于覘標的目標點來選擇覘標。例如，所述覘標可以由操作者通過點擊顯示相機捕獲的圖 像的屏幕進行選擇而得到識別。此外還要測量第一圖像中的目標點的圖像坐標。在識別了目標點之后，在步驟S603中確定目標點是否能夠使用圖像處理和鑒別 軟件進行識別。如果不能識別，則確定在該點的附近的圖樣是否可檢測。如果仍不可檢測， 則在步驟S605中顯示該無法確定的情況，并在步驟S606使用適合的替代方法。在步驟S603中，如果可以在第一圖像中檢測到圖樣，或如果所述點可以在第一圖 像中被軟件識別，則在步驟S607中可以使用第一相機的位置和取向、第二相機的位置和取向、第一圖像坐標、第一和第二相機的校準數(shù)據(jù)、以及最小距離Dmin(見圖7)來計算所稱的 核線。接著，在步驟S608中確定所述核線是否完全位于第二圖像之中。如果核線部分位于 第二圖像之外，則步驟S609b中的算法設定一最大距離Dmax (見圖7)，并沿第二圖像中的那 部分核線搜索目標點。如果所述點不能被識別，則在步驟S610中進行一次旋轉，該旋轉通 過核線數(shù)據(jù)、第二相機的位置和取向以及第二相機的校準數(shù)據(jù)來計算。所述旋轉具有使核 線位于第二圖像之內的效果。第二相機將捕獲修訂后的第二圖像，以使在步驟S609c中可 識別目標點。如果在步驟S608中，核線完全位于第二圖像之內，則通過沿第二圖像中的核 線搜索，在步驟S609a中識別目標點。例如，目標點可以通過操作者點擊顯示第二圖像的屏 幕進行選擇而得到識別，或優(yōu)選地通過數(shù)字圖像處理得到識別。一旦在第二圖像中識別出目標點，則在步驟611中測量第二圖像中的目標點的第 二坐標?；诘谝幌鄼C的位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位置和取向、第二圖像坐 標、以及第一和第二相機校準數(shù)據(jù)，來確定覘標相對于測量儀的旋轉中心的坐標?；谒_ 定的覘標相對于測量儀的旋轉中心的坐標，確定相對于測量儀的旋轉中心的覘標方向。也 就是說，覘標的坐標相對于測量儀的坐標系被表示。因此，覘標坐標通常關聯(lián)于原點在測量 儀的旋轉中心的坐標系。 在可選步驟S612中，如果到覘標的距離是所期望的參數(shù)，則可以基于覘標相對于 測量儀旋轉中心的坐標來確定從儀器旋轉中心到覘標的距離。圖7示意性地示出了從兩臺相機捕獲各自的圖像，以及沿第二圖像中的一部分核 線識別目標點。圖7的測量儀包括兩臺相機。每臺相機具有一個相機中心或投射中心，該中心與 儀器的旋轉中心的位置0偏心。當?shù)谝幌鄼C中心位于與測量儀的旋轉中心的位置0偏心的第一相機位置0’且 第一相機具有第一相機取向時，通過第一相機捕獲第一圖像。通過識別第一圖像的位置 P’(X’，y’)上的目標點，選擇位置P的覘標。第一相機和第二相機之間的距離被表示為d。。通過第二相機捕獲第二圖像，第二 相機中心位于與測量儀的旋轉中心的位置0偏心的第二位置0”，該第二相機具有第二相機 取向。在第一圖像中識別的目標點在第二圖像中被識別在位置P”(X”，y”)。所稱的共線等式被用于估算P的坐標。推導該共線等式以及校準相機的背景技術 請參見 WO 2005/059473。在第一圖像中測得的坐標P’可以由以下等式定義
權利要求
一種用于確定覘標相對于測量儀的坐標的方法，其中所述測量儀包括在第一相機位置和取向的第一相機，以及在第二相機位置和取向的第二相機，該方法包括使用所述第一相機捕獲第一圖像；通過在所述第一圖像中識別至少一個目標點來選擇覘標；測量所述至少一個目標點在所述第一圖像中的第一圖像坐標；使用所述第二相機捕獲第二圖像；在所述第二圖像中識別在所述第一圖像中已被識別的所述至少一個目標點；測量所述至少一個目標點在所述第二圖像中的第二圖像坐標；以及基于所述第一相機的位置和取向、所述第一圖像坐標、所述第二相機的位置和取向、所述第二圖像坐標、以及第一和第二相機的校準數(shù)據(jù)，確定所述覘標相對于所述測量儀的旋轉中心的覘標坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述第二圖像中識別在所述第一圖像中已被識 別的所述至少一個目標點包括基于所述第一相機的位置和取向、所述第二相機的位置和取向、所述第一圖像坐標、以 及所述第一和第二相機的校準數(shù)據(jù)，在所述第二圖像中確定至少一條核線，對應的所述至 少一個目標點位于所述核線上；以及沿該第二圖像中的所述至少一條核線識別在所述第一圖像中已被識別的所述至少一 個目標點。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，還包括確定所述至少一條核線是否完全在所述第二圖像內。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，還包括如果所述至少一條核線并不完全在所述第二圖像中，則基于核線數(shù)據(jù)、所述第二相機 的位置和取向、以及第二相機校準數(shù)據(jù)，將所述測量儀繞所述旋轉中心旋轉到修訂的第二 相機位置和取向，以將所述至少一條核線的剩余部分置于修訂的第二圖像內； 使用在修訂的第二位置和取向的相機，捕獲修訂的第二圖像；以及 沿修訂的第二圖像中的所述至少一條核線的所述部分，識別在所述第一圖像中已被識 別的所述至少一個目標點。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的方法，其中在所述第二圖像中識別在所述第一 圖像中已被識別的所述至少一個目標點還包括沿該第一圖像中的覘標的成像射線，選擇離第一相機位置的最小距離和最大距離，所 述覘標被定位在所述最小距離和最大距離之間；基于最大距離和最小距離，確定所述第二圖像中的所述至少一條核線的一部分，所述 至少一個目標點位于所述至少一條核線的該部分上；以及沿所述第二圖像中的所述至少一條核線的該部分，識別在所述第一圖像上已被識別的 所述至少一個目標點。
6.根據(jù)權利要求2至4中任一項所述的方法，其中所述最大距離被選擇為無窮大。
7.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的方法，其中所述最小距離被選擇為該測量儀的 最小距離。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，其中通過操作者的選擇，在所述第一圖像中識別所述至少一個目標點。
9.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的方法，其中通過自動圖像分析，在所述第一圖像 中識別所述至少一個目標點。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的方法，其中通過自動圖像分析，在所述第二圖 像中識別在所述第一圖像中已被識別的所述至少一個目標點。
11.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的方法，其中通過使用者的選擇，在所述第二圖 像中識別在所述第一圖像中已被識別的所述至少一個目標點。
12.根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的方法，其中當該覘標被光源照亮時，捕獲所述 第一和第二圖像，并在關閉所述光源的情況下捕獲另外兩幅圖像，其中從第一相機的兩幅 圖像中的一幅減去第一相機的兩幅圖像中的另一幅，以產(chǎn)生第一差值圖像，以及從第二相 機的兩幅圖像中的一幅減去第二相機的兩幅圖像中的另一幅，以產(chǎn)生第二差值圖像，以及 其中通過在所述第一差值圖像中識別至少一個目標點，選擇所述覘標；在所述第一差值圖像中測量所述至少一個目標點的第一圖像坐標；在所述第二差值圖像中識別出在所述第一差值圖像中已被識別出的所述至少一個目 標點；在所述第二差值圖像中測量所述至少一個目標點的第二圖像坐標；以及基于所述第一相機的位置和取向、所述第一差值圖像坐標、所述第二相機的位置和取 向、所述第二差值圖像坐標、以及第一和第二相機的校準數(shù)據(jù)，確定所述覘標相對于該測量 儀的旋轉中心的覘標坐標。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述光源以斑點照射所述覘標。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述光源以投射圖樣照射所述覘標。
15.根據(jù)權利要求1至14中任一項所述的方法，其中用所述兩臺相機捕獲多幅圖像，以 實現(xiàn)掃描的功能，其中所述第一相機的圖像借助于所述第二相機的對應圖像來處理，以為 每對所捕獲的第一和第二圖像確定覘標坐標。
16.根據(jù)權利要求1至15中任一項所述的方法，還包括基于所確定的覘標坐標，來確定從該測量儀的旋轉中心到該覘標的方向。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，還包括旋轉該測量儀，以使該測量儀的瞄準線被指向在朝向所述覘標的方向上。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，還包括使用該測量儀的距離測量功能，來測量到所述覘標的距離。
19.根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的方法，還包括基于所確定的覘標坐標，來確定從該測量儀的旋轉中心到所述覘標的距離。
20.根據(jù)權利要求1至19中任一項所述的方法，其中所述第一圖像和所述第二圖像被 同步捕獲。
21.一種用于確定覘標相對于測量儀的坐標的方法，其中可以選擇性地應用權利要求 1至20中任一項所述的方法或電子距離測量以確定覘標坐標。
22.一種用于確定覘標相對于測量儀的坐標的方法，所述方法在近距離范圍使用根據(jù) 權利要求1至21中任一項所述的方法，并在遠距離范圍使用電子距離測量，以確定覘標坐標。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述近距離范圍被限定為離所述覘標最遠25米。
24.一種計算機程序產(chǎn)品，其包括計算機程序代碼部分，所述計算機程序代碼部分在被 裝載入計算機并運行時適于執(zhí)行權利要求1至23項中任一項所述的方法。
25.根據(jù)權利要求24所述的計算機程序產(chǎn)品，其存儲在計算機可讀介質上。
26.一種測量儀，包括第一相機，其用于從第一位置和取向捕獲圖像； 第二相機，其用于從第一位置和取向捕獲圖像； 一種用于顯示被所述第一相機和第二相機捕獲的圖像的裝置； 一種用于在被顯示的圖像中識別對應于選定的覘標的目標點的裝置； 一種用于測量所述目標點在被顯示圖像中的圖像坐標的裝置；以及 一種用于基于第一相機位置和取向、第一圖像坐標、第二相機的位置和取向、第二圖像 坐標、以及相機校準數(shù)據(jù)，確定所述覘標相對于所述測量儀的旋轉中心的覘標坐標的裝置。
27.根據(jù)權利要求26所述的測量儀，其中用于識別目標點的裝置以在被顯示的圖像上 可移動的光標的形式實現(xiàn)。
28.根據(jù)權利要求26和27中任一項所述的測量儀，其中用于識別目標點的裝置使用觸 摸式顯示器實現(xiàn)，其中所述目標點可以通過點擊或叩擊所述顯示器來識別。
29.根據(jù)權利要求26至28中任一項所述的測量儀，其中用于識別目標點的裝置還通過 使用圖像處理軟件實現(xiàn)。
30.根據(jù)權利要求26至29中任一項所述的測量儀，還包括 用于向所述覘標發(fā)射光脈沖以進行電子距離測量的裝置。
31.根據(jù)權利要求26至30中任一項所述的測量儀，還包括 用于照亮所述選定的覘標的裝置。
32.根據(jù)權利要求31所述的測量儀，其中所述用于照亮所述選定的覘標的裝置被布置 為與用于向所述覘標發(fā)射光脈沖的裝置共軸線。
全文摘要
公開了一種用于確定覘標相對于測量儀的坐標的方法，其中使用在第一相機位置和取向的第一相機捕獲第一圖像，通過在第一圖像中識別至少一個目標點來選擇覘標，以及，測量目標點在第一圖像中的第一圖像坐標。使用在第二相機位置和取向的第二相機捕獲第二圖像，在第二圖像中識別在第一圖像中已被識別的所述目標點，測量所述目標點在第二圖像中的第二圖像坐標?；诘谝幌鄼C位置和方向、第一圖像坐標、第二相機位置和方向、第二圖像坐標、以及第一和第二相機校準數(shù)據(jù)，確定所述覘標相對于該測量儀的旋轉中心的覘標坐標。此外，公開了一種用于執(zhí)行所述方法的測量儀。
文檔編號G01C15/00GK101970985SQ200880127428
公開日2011年2月9日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權日2008年2月29日
發(fā)明者C·格拉塞爾, M·沃格爾, S·斯瓦赫爾姆 申請人:特林布爾公司