[发明专利]测绘方法

说明书

本发明涉及特别能够确定代表测绘对象的对象代表点和对应基点的测绘方法。这种对象代表点可以例如是建筑物的角落点，或者桅杆或树的中心点。

在对象代表点的测绘中，通常采用也称为测距标杆或者测绘标杆的垂直标杆。垂直标杆是用于测绘的标杆并且其顶端具有反射器。反射器用于把从测绘仪器或其它源发射的诸如激光束或者光束这样的光线反射回测绘仪器。垂直标杆被竖直地正好布置在被测绘的点上，接着水平角、竖直角以及从所使用的诸如全站仪（total station）的测绘仪器到安装在垂直标杆的顶部的反射器之间的距离被测量。接着通过从测量到的坐标减去竖直高度导出基点。

然而，仅仅在能够直接并且竖直地在所述点上放置垂直标杆时，才能够采用该方法。因此，如果例如对象代表点是建筑物角落的基点以及标杆、桅杆、树等的中心点，则不能够直接采用该方法。

在这些情况下，在第一步骤中，将垂直标杆与被测绘对象相邻布置。图1a和图1b示出了测量房屋的角落的示例。

在此，从用作测绘仪器的全站仪1到位于垂直标杆2的顶部的反射器的距离大约对应于到被测绘的房屋的角落3的距离。在第二步骤中，全站仪1对准房屋的角落，并且水平角以及竖直角被测量。基于角度和距离测量值，计算出对象代表点的坐标。

图1c和图1d示出了桅杆被测绘的另一个示例。在此，为了确定距离，垂直标杆2也被与桅杆相邻放置。从全站仪到位于垂直标杆2的顶部的反射器的所测量的距离大约对应于从所使用的全站仪到桅杆的中心点4的距离。为了测量角度，全站仪1对准桅杆的中心。基于角度和距离测量值，计算出对象代表点的坐标。

从图1a到图1d以及从上述说明可得到，采用这种测绘方法可能会产生问题。首先，为了获得测绘结果，将进行多个人工步骤。这对生产率有负面影响。其次，由于当分别放置垂直标杆2和反射器时的不准确，获得的测绘结果的准确性受限。因此，不能完全确保获得的测绘结果的可靠性。

一种可能的方案将是直接对对象的边缘进行无反射器测量。对象的边缘将被理解为房屋墙壁角落的边缘。然而，从图2a可见，该方法也不完全可靠。如图2a所示，测量光束（例如，激光束）的一部分5b可能经过各边缘，而另一个部分5a被从形成该边缘的墙壁反射。这导致距离测量的混淆结果，并且还不能够获得精确的对象代表点数据。

文件EP 1 460 377A2公开了一种用于测绘对象的方法。在此，测绘仪器指向被测绘的对象，并且由集成的相机捕获图像。用户可以从多个模板中选择与被测绘对象相对应的一个。经过图像处理方法在所捕获的图像中识别模板，并且基于该结果，识别对象代表点。此外，确定从测绘仪器到被测绘的对象之间的距离。

采用EP 1 460 377A2中公开的方法，用户将进行多个操作步骤。因而，为了增加生产率，需要能够以自动方式确定被测绘对象的形状和类型的优化的测绘方法。

本发明涉及用于测绘仪器（例如优选地机动化全站仪）的测绘方法，其中测绘仪器设置有成像装置、距离测量装置和用于检测成像装置（具体地，相机）的摄影方向的角度测量装置。首先，通过使用测绘仪器执行通过测量到角区域中的点的距离和角度确定对象的点系列的步骤，其中所述系列可以包括5到100个点，其中所述角区域可以在例如1°到20°之间并且通常约为4°（即，相对于人工定位的±2°的角区域）。此外，角区域可以在所述范围内变化。角区域还可以依赖于到对象的距离和所述对象的大小。接着，分析点的空间分布，特别的是由从测绘仪器到连续点之间的距离给出的点的空间分布，并且点被分为相关点组和不相关点组，其中相关点通常位于对象上并且不相关点位于背景对象上。之后，基于相关点确定对象的类型。在该步骤，区分对象是圆形或者平面形状或者对应于任何其它已知对象类型。另外，用相机捕获对象的图像，其中已知摄影方向并且建立图像和到被测量点的角度之间的关系。据此，通过使用图像处理方法特别是通过边缘检测来提取与对象的轮廓相对应的图像边缘。之后，基于第一点组和所提取的轮廓对所述对象拟合得到空间曲线。最终，从拟合的空间曲线确定对象代表点（也称为关注点）的坐标。由于针对每个相关对象类型定义对象代表点，可以从测量室中的空间曲线的信息导出坐标。

空间曲线应被理解为代表对象并且是从大量点（至少一个点）的空间位置和附加的关于对象的信息（例如，所提取的对象的轮廓）导出的曲线。可以基于通过将线拟合到所测量的点而产生的信息，通过借助于对象的所提取的轮廓来定义平面以及通过拟合的线与平面的交叉，来确定该空间曲线。

具体地，在测绘仪器粗略对准对象之后可以以自动方式执行该测绘方法。