專利名稱：測繪方法
測繪方法本發(fā)明涉及特別能夠確定代表測繪對象的對象代表點和對應基點的測繪方法。這種對象代表點可以例如是建筑物的角落點，或者桅桿或樹的中心點。在對象代表點的測繪中，通常采用也稱為測距標桿或者測繪標桿的垂直標桿。垂直標桿是用于測繪的標桿并且其頂端具有反射器。反射器用于把從測繪儀器或其它源發(fā)射的諸如激光束或者光束這樣的光線反射回測繪儀器。垂直標桿被豎直地正好布置在被測繪的點上，接著水平角、豎直角以及從所使用的諸如全站儀(total station)的測繪儀器到安裝在垂直標桿的頂部的反射器之間的距離被測量。接著通過從測量到的坐標減去豎直高度導出基點。然而，僅僅在能夠直接并且豎直地在所述點上放置垂直標桿時，才能夠采用該方法。因此，如果例如對象代表點是建筑物角落的基點以及標桿、桅桿、樹等的中心點，則不能夠直接采用該方法。在這些情況下，在第一步驟中，將垂直標桿與被測繪對象相鄰布置。圖Ia和圖Ib 示出了測量房屋的角落的示例。在此，從用作測繪儀器的全站儀I到位于垂直標桿2的頂部的反射器的距離大約對應于到被測繪的房屋的角落3的距離。在第二步驟中，全站儀I對準房屋的角落，并且水平角以及豎直角被測量?；诮嵌群途嚯x測量值，計算出對象代表點的坐標。圖Ic和圖Id示出了桅桿被測繪的另一個示例。在此，為了確定距離，垂直標桿2也被與桅桿相鄰放置。從全站儀到位于垂直標桿2的頂部的反射器的所測量的距離大約對應于從所使用的全站儀到桅桿的中心點4的距離。為了測量角度，全站儀I對準桅桿的中心?；诮嵌群途嚯x測量值，計算出對象代表點的坐標。從圖Ia到圖Id以及從上述說明可得到，采用這種測繪方法可能會產(chǎn)生問題。首先，為了獲得測繪結(jié)果，將進行多個人工步驟。這對生產(chǎn)率有負面影響。其次，由于當分別放置垂直標桿2和反射器時的不準確，獲得的測繪結(jié)果的準確性受限。因此，不能完全確保獲得的測繪結(jié)果的可靠性。一種可能的方案將是直接對對象的邊緣進行無反射器測量。對象的邊緣將被理解為房屋墻壁角落的邊緣。然而，從圖2a可見，該方法也不完全可靠。如圖2a所示，測量光束(例如，激光束)的一部分5b可能經(jīng)過各邊緣，而另一個部分5a被從形成該邊緣的墻壁反射。這導致距離測量的混淆結(jié)果，并且還不能夠獲得精確的對象代表點數(shù)據(jù)。文件EP I 460 377A2公開了一種用于測繪對象的方法。在此，測繪儀器指向被測繪的對象，并且由集成的相機捕獲圖像。用戶可以從多個模板中選擇與被測繪對象相對應的一個。經(jīng)過圖像處理方法在所捕獲的圖像中識別模板，并且基于該結(jié)果，識別對象代表點。此外，確定從測繪儀器到被測繪的對象之間的距離。采用EP I 460 377A2中公開的方法，用戶將進行多個操作步驟。因而，為了增加生產(chǎn)率，需要能夠以自動方式確定被測繪對象的形狀和類型的優(yōu)化的測繪方法。本發(fā)明涉及用于測繪儀器(例如優(yōu)選地機動化全站儀)的測繪方法，其中測繪儀器設置有成像裝置、距離測量裝置和用于檢測成像裝置(具體地，相機)的攝影方向的角度測量裝置。首先，通過使用測繪儀器執(zhí)行通過測量到角區(qū)域中的點的距離和角度確定對象的點系列的步驟，其中所述系列可以包括5到100個點，其中所述角區(qū)域可以在例如1°到20°之間并且通常約為4° (即，相對于人工定位的±2°的角區(qū)域)。此外，角區(qū)域可以在所述范圍內(nèi)變化。角區(qū)域還可以依賴于到對象的距離和所述對象的大小。接著，分析點的空間分布，特別的是由從測繪儀器到連續(xù)點之間的距離給出的點的空間分布，并且點被分為相關(guān)點組和不相關(guān)點組，其中相關(guān)點通常位于對象上并且不相關(guān)點位于背景對象上。之后，基于相關(guān)點確定對象的類型。在該步驟，區(qū)分對象是圓形或者平面形狀或者對應于任何其它已知對象類型。另外，用相機捕獲對象的圖像，其中已知攝影方向并且建立圖像和到被測量點的角度之間的關(guān)系。據(jù)此，通過使用圖像處理方法特別是通過邊緣檢測來提取與對象的輪廓相對應的圖像邊緣。之后，基于第一點組和所提取的輪廓對所述對象擬合得到空間曲線。最終，從擬合的空間曲線確定對象代表點(也稱為關(guān)注點)的坐標。由于針對每個相關(guān)對象類型定義對象代表點，可以從測量室中的空間曲線的信息導出坐標?？臻g曲線應被理解為代表對象并且是從大量點(至少一個點)的空間位置和附加的關(guān)于對象的信息(例如，所提取的對象的輪廓)導出的曲線?？梢曰谕ㄟ^將線擬合到所測量的點而產(chǎn)生的信息，通過借助于對象的所提取的輪廓來定義平面以及通過擬合的線與平面的交叉，來確定該空間曲線。
具體地，在測繪儀器粗略對準對象之后可以以自動方式執(zhí)行該測繪方法。與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)點是大地測量裝置在限定對象的邊緣、角落或者輪廓上的更高的準確性。另外，可以確定對應于被測量對象的一個對象代表點，并且該點的坐標限定對象的位置。另外，整個測繪方法優(yōu)選地以自動方式進行，因而簡化了測繪儀器的操作員限定和測量對象上的點的過程。應通過一個示例粗略地說明測繪方法的執(zhí)行。某人希望用測繪儀器確定代表房屋的一個邊緣的角落點的坐標。他粗略地將測繪儀器指向房屋的邊緣，并且通過按下儀器上或者無線連接到該儀器的控制器上的按鈕，開啟自動的測繪方法。之后，測繪儀器向左側(cè)轉(zhuǎn)動5°到開始位置。從此位置，儀器在相反方向上水平地旋轉(zhuǎn)10°，并且同時測量到具有例如每1°上I到10個點的給定點密度的點系列的距離。當旋轉(zhuǎn)完成時，識別出粗略位于直線上的一組點和不對應于幾何圖形的其它點的組。因此，假設平面對象，并且采用房屋的圖像及其邊緣。使用圖像處理方法，從圖像提取房屋的邊緣，并且將粗略排序的點進行線擬合。通過結(jié)合邊緣的位置信息和擬合線，確定精確地位于房屋的邊緣上的對象代表點(關(guān)注點)。在測繪儀器以及在無線連接的控制器上顯示對象代表點的圖像和坐標。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適用于諸如墻壁角落、桅桿或者樹木這樣的單個對象。一般地，可以從在對象處測量的各個點的關(guān)系確定對象的形狀和類型，無論該對象是由平面形狀形成或者具有柱狀形狀。為此，此外，可以在測繪儀器的存儲器中存儲預定的規(guī)則或者模式。例如，如果測量的點系列大約對應于直線，則可以確定相應的對象是墻壁，例如，建筑物墻壁。另選地，如果測量的點系列大約對應于圓錐曲線，也就是說對應于圓形、橢圓形、雙曲線或拋物線，則可以確定被測繪的對象具有柱形形狀或者錐形形狀。根據(jù)本發(fā)明，可以計算出大致對應于位于墻壁或者桅桿或者樹木上的點系列的擬合線(例如，線，橢圓等)。因而，測量的點的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為精確的幾何擬合線，諸如線或者圓錐曲線或者高階曲線。此外，如果測量到的兩個相鄰點之間的距離超過預定距離，則點系列可以被至少分為位于被測量對象上的第一點組和背景中的第二點組。此外，如果從測繪儀器到被測量點的距離和從測繪儀器到相鄰的測量點的距離有明顯差別，即，距離差的絕對值以預定比例超過之前測量的點的距離差，則點系列可以被劃分為位于被測量對象上的第一點組和位于背景中的第二點組。此外，如果全部點位于對象上并且不超過距離差，則第二點組可以是空組。此外，計算出大致地對應于第一點組的至少一個擬合線，具體地直線或者圓錐曲線。所應用的軟件算法必須確定在第一點組中存在多少個擬合線以及哪種擬合線，并且如果存在超過一個擬合線，則確定哪些被測量點屬于哪個擬合線。對于擬合線的計算，可以使用諸如“Ransac”或者“分裂與合并”(Split-and-Merge)這樣的軟件算法。這兩種方法均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
“Ransac”(隨機樣本一致性)是從包含外點(outliers)的數(shù)據(jù)集中估計數(shù)學模型的參數(shù)的迭代方法。該數(shù)學模型代表擬合線，例如直線，并且該數(shù)據(jù)集對應于第一組被測量點。算法將整個點集分為“內(nèi)點”(inliers)集和“外點”集，“內(nèi)點”集，即可以用模型參數(shù)來解釋其分布的點，在此情況下，即，對特定直線的偏離量在幾厘米范圍內(nèi)的點，“外點”集即不符合該模型的點。如果“內(nèi)點”的數(shù)量超過預定的點數(shù)量，則直線模型被接受。否則，研究其它模型，例如橢圓。如果識別出了有效的模型，例如直線，并且剩余大量的“外點”，則還研究針對這些點的模型，例如第二直線或者橢圓。在“分裂與合并”中，還針對第一組中的所有點估計數(shù)學模型，例如直線。接著，檢測距該直線具有最大距離的點。如果最大距離小于預定閾值，例如幾厘米，則該模型被接受。否則，點集在具有最大距離的點處被分為兩個子集。針對每一個子集重復該過程，直至最大距離小于預定閾值或者子集中的點的數(shù)量小于預定最小值為止。根據(jù)本發(fā)明，獲得的曲線可用于更準確的確定對象代表點或者基點。在本發(fā)明的情形下，對象代表點(關(guān)注點)是適用于精確地限定已知對象類型的對象位置的點。對于二維平面圖，代表墻壁角落的這種點可以是位于豎直角落邊緣上的任意點。對于桅桿或者樹木，代表點可以是位于穿過對象的中心的豎直軸線上的任意點。在本發(fā)明的情形中，基點是位于地表面上的特定對象代表點，即，豎直角落邊緣或者樹木的豎直軸線與地表面的交叉。有利地，由從圖像提取的邊緣和由測繪儀器的位置可以限定一個平面，并且對象的對象代表點可以確定為至少一個平面和擬合線之間的交叉點。這種方法特別適用于測繪平面表面對象，諸如單獨的墻壁、建筑物、籬笆或者樹籬。另選地，可以由測繪儀器的位置和從圖像提取的兩個邊緣分別限定兩個平面，并且對象的對象代表點可以確定為與空間曲線近似對應并且觸及兩個平面中的每一個平面的橢圓的中心。這種方法特別適用于測繪柱形對象，諸如桅桿、柱、樹木、廣告立柱或者圓形建筑物。此外，另選地，對象的對象代表點可以被確定為至少一個平面和兩個擬合線之間的交叉點，其中所述平面由從圖像提取的邊緣和測繪儀器限定。這種方法特別適用于測繪其角落指向測繪儀器的墻壁結(jié)構(gòu)，諸如房屋或者其它種類的建筑物。因而，由于提取輪廓，通過限定一個或者更多個平面，可以針對所有可能類型的對象確定作為對象代表點的精確交叉點。此外，具體地，通過圖像處理，具體地通過邊緣檢測，或者通過使用豎直距離導出由所述對象代表點在限定方向上(特別是豎直向下)投影到地表面上的投影給出的基點，所述豎直距離是人工輸入的或者通過對垂直標桿的附加的測量而測量到的。此外，可以使用圖像處理方法來限定所提取的輪廓和地表面的交叉，并且可以計算從對象代表點向下的豎直距離，以限定基點。在柱形對象的情況下，具體地圓柱形對象，還可以確定其半徑。此外，具體地，可以將點系列投影到用于確定這些點是否位于平面對象上還是位于柱形對象上的平面上，以確定被測繪對象的形狀。另外，可以確定對象限定值，具體地對象的半徑或者體積。此外，具體地，所述測量儀器可以是全站儀或者包括帶有顯示器的遙控器的全站 儀。此外，具體地，測繪儀器的操作員可以以人工方式執(zhí)行本發(fā)明的測繪方法。此外，具體地，測量的點坐標數(shù)據(jù)可以適用于由測繪儀器限定的局部坐標系。此外，具體地，角區(qū)域可以是水平角區(qū)域，或者角區(qū)域可以是豎直角區(qū)域。因而，通過根據(jù)本發(fā)明的方法，甚至可以確定諸如墻壁或者建筑物的高度這樣的水平輪廓。將結(jié)合附圖
從優(yōu)選實施方式的詳細描述中理解本發(fā)明的進一步的優(yōu)點、目的和特征。其中，圖Ia到圖Id示出現(xiàn)有技術(shù)的測繪方法，圖2a示出另一個現(xiàn)有技術(shù)的測繪方法，圖3a示出根據(jù)本發(fā)明的測繪位于墻壁前面的建筑物的角落的方法，圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的測繪指向測繪儀器的建筑物的角落的方法，圖3c示出根據(jù)本發(fā)明的測繪具有圓形截面的桅桿的方法，圖3d示出根據(jù)本發(fā)明的測繪具有方形截面的桅桿的方法，圖4a示出根據(jù)本發(fā)明的確定位于角落的對象代表點的方法，圖4b示出根據(jù)本發(fā)明的確定位于具有圓形形狀的桅桿的對象代表點的方法，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的確定被測繪對象的基點的方法。下面將參照圖3到圖5描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖3a示出對由墻壁元件11和13形成的角落的測繪。全站儀I發(fā)射一系列激光束，同時全站儀I被電機驅(qū)動繞著其豎直軸在±2°的角度區(qū)域中旋轉(zhuǎn)。激光束射擊到墻壁兀件11上并且產(chǎn)生第一點系列6a。在附圖中，點系列6a由多個單獨的點組成，后者由點標記6a3所指示。激光束從墻壁元件11被反射回全站儀1，并且存儲點系列6a的每個點的水平角和豎直角以及距離或者導出坐標。由于當從全站儀I觀察時，與墻壁元件11 一起形成角落的墻壁元件13在視野之夕卜，所以激光束不能夠從墻壁元件13反射。然而，形成點6a3的激光束之后的激光束越過墻壁元件11并且射擊到置于被測繪角落之后相當一段距離的墻壁元件15上。相應的激光束形成點6bl，該點6bl是通過反射從全站儀I發(fā)射的激光束直至完成角區(qū)域而形成的第二點系列6b的第一點。
如對于第一點系列6a，存儲形成在墻壁元件15上的第二點系列6b的每一個點的水平角和豎直角以及距離或者導出坐標。這些點的所存儲的數(shù)據(jù)是指坐標系。該坐標系是局部和固定坐標系。原點是全站儀I的基準點(全站儀I的豎軸和傾斜軸的交叉點)，而Z軸平行于豎軸，并且I軸指向水平角圓圈的“ O ”方向。在測量處理完成之后，基于所獲得的數(shù)據(jù)，這些點被分為位于墻壁11上的第一點組和位于背景中的第二點組6b。在此情況下，點6a3和6bl之間的距離明顯大于全部其它連續(xù)點之間的距離。第二點組6b的點被識別為位于背景中，并且在進一步的處理中不被考慮。這種劃分可以通過對點的空間分布的分析來進行，特別是由從測繪儀器到連續(xù)點的距離給出點的空間分布。另選地，還可以使用進一步的圖像信息，特別是使用用于限定位于圖像中的所提取邊緣的一側(cè)上的點集，以及位于另一側(cè)的另一個點集的圖像處理，來執(zhí)行為了劃分點而進行的空間分布的分析。此外，可以基于圖像的顏色信息進行劃分?？赡艽嬖谖挥邳S色房屋墻壁上的點和位于墻壁旁邊的綠色樹林背景上的一些其它點。通過分析這些點的背景顏色，能夠成功地將點劃分為位于黃色墻壁上的第一點組以及不位于該墻壁上而位于綠色背景上的第二點組。除了空間分布的分析，還使用這些圖像劃分過程中的一種或者兩者，能夠增加劃分的魯棒性，并且可以驗證或者反對空間分布的正確性。 在下一步驟，例如通過應用“Ransac”算法，可以確定代表第一點組6a的分布的擬合線。被研究的擬合線的第一數(shù)學模型例如是3D空間中的直線。由于在此情況下第一組6a中的點實際上位于直線上，該模型被接受。因此，控制器可以確定被測繪對象是具有角落的墻壁，并且對象代表點是沿著角落邊緣的點?；趤碜缘谝稽c系列6a的數(shù)據(jù)，計算盡量接近點系列6a的在3D空間中的擬合線。另外，通過使用所包括的相機，全站儀I分別捕獲墻壁元件11的圖像和被測繪的角落的圖像，并且處理器通過使用圖像處理軟件確定代表被測繪的角落的輪廓。接著提取邊緣。為了改進邊緣檢測，使用關(guān)于圖像中的輪廓線必須位于點6a3和6bl之間的知識，以便限定關(guān)注區(qū)域。因此，該線在圖像中的位置可以被局限到小的區(qū)域。當知道對象的類型時，例如桅桿，也知道了必須被檢測的輪廓線的數(shù)量?；跍y量的點，可以導出這些線的近似位置，這提高了邊緣檢測的魯棒性?；诘谝稽c組和所提取的邊緣的信息確定空間曲線?？梢酝ㄟ^僅僅考慮點和輪廓(不用進一步擬合)來確定這種曲線，因而，可以導出由點之間的空間關(guān)系和輪廓線對點的相對位置限定的曲線。因而，空間曲線可以不是無限曲線，但是考慮到對象的邊緣，空間曲線可以提供與例如對象的中心或者建筑物的邊緣相對應的至少第一端部。具體地，可以通過對被測量點的擬合線與基于對象的輪廓導出的平面的交叉確定空間曲線。從圖4a可見，作為下一步驟，通過處理器計算出平面8，平面8由被測繪的角落的提取的邊緣和相機的投影中心9確定。之后，線7a與平面8交叉，因而確定與被測繪的邊緣精確對應的對象代表點3。此外，如圖5所示，接著可以通過從計算的點3的豎直坐標數(shù)據(jù)中減去其豎直高度Δ，計算出由對象代表點在限定方向上(具體地豎直向下)在地表面上的投影所給出的被測繪的角落的基點10。豎直高度Λ可以由用戶人工輸入，或者可以經(jīng)過圖像處理從圖像確定，或者可以通過對被保持在點3的高度△處的垂直標桿的附加的測量步驟獲得。
將基于圖3b描述適用于測繪指向全站儀I的角落的另一個實施方式。如在圖3a的實施方式中，在與第二墻壁元件19 一起形成被測繪的角落的第一墻壁元件17上形成第一點系列6c。在第二墻壁元件19上形成第二點系列6d。這些點可以與相關(guān)聯(lián)的距離和角度一起存儲在表或者數(shù)據(jù)庫中。在存儲了這些點的數(shù)據(jù)之后，控制單元分析連續(xù)點之間的距離，以確定位于對象上的點組(第一組)和背景中的補充點集合(第二組)。由于沒有檢測到明顯大的距離差，全部點被指派到位于對象上的點組，并且沒有點被指派到背景點組。在下一步驟中，使用例如“Ransac”或者“分裂與合并”算法確定哪個擬合線(如果類似于在此情況下存在一個以上擬合線，則哪些擬合線)最佳地擬合點組。在“Ransac”算法中，例如直線的數(shù)學模型被指派給第一點組。算法將開始于整個集的兩個隨機點，例如位于墻壁17上的兩個點，并且計算通過這兩個點的直線。接著，針對擬合的直線測試全部其它點。算法將點的子集合6c識別為“內(nèi)點”，以及將位于墻壁19上的點識別為“外點”。重復同一過程，但是不是整個集，而是僅僅使用“外點”集。算法將識 別出來自第一測試的“外點”形成第二直線，并且將對應的點指派到另一個子集6d。與圖3a的測繪方法相反，在此使用兩個點子集6c和6d來計算3D空間中兩個相應的線。之后，進行如關(guān)于圖3a所示的邊緣的測繪所描述的處理。也就是說，在與被測繪的角落相對應的圖像中提取邊緣之后，形成與兩條線交叉的平面，以確定與墻壁元件17和19的角落相對應的對象代表點。之后，可以如上所述地確定相應的基點。基于圖3c和圖4b特別描述適用于測繪諸如桅桿、廣告立柱或者樹木這樣的柱狀對象的另一個實施方式。假定柱狀對象是桅桿21。然而，根據(jù)實施方式的方法可應用于任何柱狀或者圓形對象。從圖3c可見，分別在位于桅桿21后面的墻壁27上形成兩個點系列6f和6g,并且在桅桿21上形成一個點系列6e。如關(guān)于圖3a的實施方式提到的，由于分別在點系列6f和6e與點系列6e和6g的各個相鄰點之間的距離超過預定距離，點組6f和6g被識別為位于背景中并且將不被進一步處理。然而，形成在桅桿21的表面上的點6e被用作以下計算的基礎(chǔ)。對于擬合線的確定，可以再次應用“Ransac”算法。在第一步驟中，針對直線測試這些點。由于桅桿21具有圓柱形狀，因此點6e不能夠近似為直線，該模型不被接受。在第二步驟中，使用橢圓作為數(shù)學模型。在這種情況下，算法從點組6e選擇四個隨機點，將橢圓擬合到這四個點，并且針對擬合的橢圓測試全部剩余點。由于全部點6e實際大約在橢圓上，模型將被接受。之后，通過圖像處理在圖像上檢測桅桿21的輪廓。通過邊緣檢測從圖像提取左邊緣和右邊緣，并且基于提取的邊緣和全站儀I的投影中心9，分別計算出兩個相應平面8。由于桅桿21具有柱狀形狀并且因此點6e不能夠被近似為直線，因而改為計算橢圓7b，該橢圓7b在一方面被盡可能地近似到點系列6e并且另一方面以觸及兩個平面8的方式在兩個平面8之間擬合(空間曲線)。接著，橢圓7b的中心點被確定為對象代表點3?？梢詮闹行狞c和平面確定附加的對象限定值，具體地，桅桿的半徑?？梢越又珀P(guān)于圖3a的實施方式所述來確定基點10。圖3d示出根據(jù)另一個實施方式的具有方形截面的桅桿的測繪處理。從附圖可見，結(jié)合了圖3a和圖3b的實施方式中應用的原理。也就是說，在墻壁面23和25上分別形成兩個點系列6h和6i,而在梳桿后面的墻壁上形成更多的兩個點系列6j和6k。
如上所述，點系列6j和6k將被從進一步的計算排除，因為到分別與點系列6h和6i的相應最外點相鄰的點的距離超過預定距離。對兩個剩余點系列6h和6i，進行與圖3b的角落的類似處理。此外，本發(fā)明可以被應用于包括具有顯示器的遙控器的全站儀1，而不是以上描述的全站儀I。因而，經(jīng)過遙控器，用戶可以控制全站儀I對準哪個對象點，以及開啟用于進行上述測繪方法的程序。因而，根據(jù)本發(fā)明，公開了用于針對多種被測繪對象準確地確定對象代表點以及基點的可靠方法。然而，應理解的是，盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是本發(fā) 明的范圍僅僅由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種用于由測繪儀器(I)對對象進行測量并且確定與該對象的類型相對應的對象代表點的測繪方法，其中，所述對象屬于一組已知類型的對象，該測繪儀器(I)具有用于測量距離和角度的裝置和相機，所述測繪方法包括以下步驟 通過測量到限定角區(qū)域中的點的距離和角度，確定位于對象(11，15; 17，19; 21; 23，25; 27)的點系列(6a，6b; 6c, 6d;6e, 6f,6g;6h, 6i, 6j, 6k)， 分析所述點的空間分布，以及基于所述分析，識別所述對象(11，15; 17，19;21;23, 25)的類型，并且將位于所述對象上的相關(guān)點指派到第一點組(6a;6c, 6d;6e;6h, 6i)， 捕獲對象(11，15; 17，19; 21; 23，25)的圖像， 通過使用圖像處理方法從所述圖像提取對象(11，13，15; 17，19; 21; 23，25)的輪廓， 基于所述第一點組和提取的輪廓將至少一個空間曲線擬合到所述對象，以及 從所擬合的空間曲線確定對象代表點(3)的坐標。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測繪方法，所述方法還包括以下步驟 將所述測繪儀器粗略對準所述對象，以及 以自動方式執(zhí)行所述測繪方法。
3.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，通過距離分析和/或軟件算法，特別是利用“分裂與合并”和/或“Ransac”方法，將所述點系列(6a，6b)至少劃分為第二點組(6b)和假定位于所述對象(6a)上的相關(guān)點的第一點組，該第二點組特別是位于背景中的點，并且計算對應于所述第一點組(6a)的至少一個擬合線(7a)。
4.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，通過距離分析和/或軟件算法，特別是利用“分裂與合并”和/或“Ransac”方法，將點系列(6c，6d)至少劃分為相關(guān)點的第一點組(6c)和相關(guān)點的第二點組(6d)，并且計算至少兩個擬合線，一個擬合線對應于所述第一點組(6c)，并且第二擬合線對應于所述第二點組(6d)。
5.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，通過所提取的輪廓和位于所述測繪儀器(I)的點(9)來限定平面(8)，并且對象代表點(3)被確定為所述平面(8)和所述擬合線(7a)之間的交叉點。
6.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，通過位于所述測繪儀器(I)的一個點(9)和所提取的輪廓來限定兩個平面(8，8)，特別是，其中所述對象是桅桿并且所述輪廓包括兩個直線，并且對應于所述兩個平面之間的空間曲線(7b )確定對象代表點(3 )。
7.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，對象代表點被確定為至少一個平面和兩個擬合線之間的交叉點，所述平面由所提取的輪廓和所述測繪儀器限定。
8.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，通過圖像處理，特別是通過邊緣檢測，導出由所述對象代表點在限定方向上特別是豎直向下投影到地表面上給出的基點(10)，或者通過使用豎直距離Λ確定該基點(10)，所述豎直距離Λ是人工輸入的或者從對垂直標桿(2)的附加測量中導出。
9.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，將所述點系列(6a, 6b;6c, 6d;6e, 6f,6g;6h, 6i, 6j, 6k)投影到平面上，以確定是否所述點位于平面對象上還是柱狀對象上或者不位于對象上。
10.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，確定對象限定值，特別是計算柱狀對象的半徑。
11.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，所述測繪儀器是全站儀(I)或者包括帶有顯示器的遙控器的全站儀(I)。
12.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，所述對象代表點的坐標數(shù)據(jù)適用于由所述測繪儀器(I)限定的局部坐標系。
13.根據(jù)上述任意一項權(quán)利要求所述的測繪方法，其中，所述點系列(6a; 6c, 6d;6e;6h, 6i)包括 5 到 100 個點。
14.一種測繪儀器，特別是全站儀，所述測繪儀器包括距離測量單元、角度確定單元、相機和用于執(zhí)行與權(quán)利要求I到13中任意一項相對應的方法的控制單元，其中所述測繪方法以自動方式進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于由測繪儀器(1)對對象進行測量并且確定與對象的類型相對應的對象代表點的測繪方法，其中，所述對象屬于一組已知類型的對象，測繪儀器(1)具有用于測量距離和角度的裝置和相機，所述測繪方法包括以下步驟通過測量到限定的角區(qū)域中的點的距離和角度，來確定位于對象(21，27)的點系列(6e,6f，6g)，分析所述點的空間分布，以及基于所述分析將相關(guān)的點指派到第一點組(6e)，基于第一點組(6e)識別所述對象(21)的類型，捕獲所述對象(21)的圖像，通過使用圖像處理方法從所述圖像提取對象(21)的輪廓，基于第一點組和提取的輪廓將至少一個空間曲線擬合到所述對象，以及從擬合的空間曲線確定對象代表點的坐標。
文檔編號G01C15/00GK102834691SQ201180018246
公開日2012年12月19日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者伯恩哈德·麥茨勒 申請人:萊卡地球系統(tǒng)公開股份有限公司