[发明专利]一种手机摄影标定地面点的方法

说明书

本发明公开了一种手机摄影标定(放样)地面点的技术方法。该发明在已知至少两个控制点物方坐标的情况下，以含有已知焦距摄像头功能的智能手机和3个已知长度且有刻度的标杆为工具，利用摄影测量和坐标转换等原理，完成已知物方坐标的待标定(放样)点在实地进行标定(放样)的工作。本发明方法不需要携带专业测量设备，能够经济高效的完成地面点的标定(放样)任务。

一、技术领域

本发明涉及一种标定(放样)地面点的方法，特别是一种手机摄影标定(放样)地面点的方法。

二、技术背景

坐标标定是按照设计和施工要求，用一定的测量仪器和方法把设计的建筑物或构筑物等地物的平面位置和高程测设到实地的测量工作，坐标放样也成为坐标标定。目前，常用的测绘方法主要有罗盘，全站仪和RTK等标定方法。但是，由于目前常见的用于标定的仪器都比较笨重，且操作较为复杂，需要一定的专业知识才能够完成。然而在某些行业需要进行标定(放样)工作，且要求精度不高时，常见的标定仪器和标定方法无法经济高效的满足需求，使得测量工作不易进行。为了克服常见标定(放样)仪器的不易携带，测量方法需要专业技能等限制和不足，本发明提出了一种手机摄影标定(放样)地面点的技术方法，满足在没有专业测量设备的情况下，能够经济高效的标定(放样)地面点的工作。

三、发明内容

为了克服传统的地面坐标点标定(放样)工作中仪器价格高且笨重不易携带，仪器操作繁琐需要有一定专业技能等缺点，本发明提出了一种手机摄影标定(放样)地面点的技术方法。

主要发明内容：

已知两个控制点A和B的物方坐标依次为(x_A,y_A,H_A)和(x_B,y_B,H_B)，以含有摄像头功能的智能手机和3个长度为L且有刻度的标杆为工具，其中，手机摄影像头为定焦且焦距为f，利用摄影测量和坐标转换等原理将已知物方坐标的待标定(放样)点C(x_C,y_C,H_C)在实地进行标定(放样)，具体步骤如下：

1)在两个已知控制点A和B处竖直放置两个长度为L的标杆，将含有摄像头功能的智能手机安置在能与A和B点通视的摄影点S处，将手机姿态调整至倾角为0°或摄影主光轴平行于底面，拍摄一张包含控制点A和B的像片，其中，A处和B处竖直放置标杆的底端和顶端像平面坐标可通过手机读取获得，依次为(u_A,v_A)、(u′_A,v′_A)、(u_B,v_B)和(u′_B,v′_B)；

2)设A、B和C点的像空间辅助坐标依次为(X_A,Y_A,Z_A)、(X_B,Y_B,Z_B)和(X_C,Y_C,Z_C)，利用数模①其中i＝A，B，将A处和B处竖直放置标杆的底端和顶端像平面坐标带入即可解得A点和B点的像空间辅助坐标；

3)首先，利用数模②和数模③Z_c＝H_c-h解算得到像方坐标系与像空间辅助坐标系间在Z方向的偏移量h和待标定(放样)点C在像空间辅助坐标系下的Z轴坐标值Z_c，其次，利用数模④数模⑤和数模⑥Δα＝α′_AB-α_AB解算AB在像方坐标系下的方位角α′_AB和像空间辅助坐标系下的方位角α_AB以及两个坐标系间的旋转角Δα，然后，利用数模⑦其中i＝A，B，解算得到像方坐标系与像空间辅助坐标系间在X和Y方向的偏移量ΔX和ΔY，最后，利用数模⑧解算待标定(放样)点C在像空间辅助坐标系下的X轴坐标值X_c和Y轴坐标值Y_c；