[发明专利]基于计算机视觉的虚拟测绘设备

说明书

本发明公开了基于计算机视觉的虚拟测绘设备，包括本体，本体表面设有触摸显示屏，本体内部设有主控芯片，主控芯片上嵌设有WiFi模块，主控芯片一侧设有编码器，主控芯片另一侧设有上位机模块，主控芯片下方设有摄像头，摄像头一侧设有电源，摄像头另一侧设有超声波测距传感器；本发明通过采用超声波传感器进行测距可以降低传播速度误差，从而提高了超声波直线测距的精度，通过编码器可以保证本发明设备在沿曲线运动时产生脉冲标志，并通过编码器内部的计数脉冲标志来计算设备移动距离，从而实现曲线的测量，通过摄像头应用机器视觉算法，采集被测图形的图像通过广义霍夫变换算法可以实现特定图形的检测与提取。

技术领域

本发明涉及测绘设备领域，尤其涉及基于计算机视觉的虚拟测绘设备。

背景技术

科技的蓬勃发展为各个领域传统工程技术的创新提供了优质环境，为能够确保测绘工作的顺利进行，提高测绘工程的精确性，在科技不断发展的过程中，逐渐的兴起了新的测绘仪器和技术，使得测绘技术得到了快速的发展。

使用传统工具很难满足当代人的测量需求，由于长度、使用场景、便携性等原因，直尺在日常生活使用率不高；而卷尺在测量长距离时则需要人协助，很不方便，目前市场的上的测绘设备也存在一定的缺点，大多数测绘设备都存在着只能进行直线测距及基于直线测距的一些拓展，不能满足工作人员在实际操作中常见的各方面需求，适用性差，且存在着测量精度低的问题，因此，本发明提出基于计算机视觉的虚拟测绘设备，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明通过采用超声波传感器进行测距可以降低传播速度误差，从而提高了超声波直线测距的精度，通过编码器可以保证本发明设备在沿曲线运动时产生脉冲标志，并通过编码器内部的计数脉冲标志来计算设备移动距离，从而实现曲线的测量，同时编码器具有高精度的性质，通过摄像头应用机器视觉算法，采集被测图形的图像通过广义霍夫变换算法可以实现特定图形的检测与提取，大大的方便了使用。

本发明提出基于计算机视觉的虚拟测绘设备，包括本体，所述本体表面设有触摸显示屏，所述本体内部设有主控芯片，所述主控芯片上嵌设有WiFi模块，所述主控芯片一侧设有编码器，所述主控芯片另一侧设有上位机模块，所述主控芯片下方设有摄像头，所述摄像头一侧设有电源，所述摄像头另一侧设有超声波测距传感器，所述触摸显示屏、编码器、上位机模块、摄像头、电源和超声波测距传感器均连接主控芯片，所述摄像头采集画面图像数据后配合所述超声波测距传感器将采集的图像数据以及超声波测距传感器测量的距离数据传输至主控芯片，所述主控芯片通过采用滤波算法以及采用对图像数据进行广义霍夫变换捕捉待测图形后再进行计算，并将计算结果显示至触摸显示屏，所述主控芯片进行虚拟3D建模后的3D数据通过WiFi模块与所述上位机模块之间进行信息交互。

进一步改进在于：所述主控芯片进行广义霍夫变换的具体过程为：先通过摄像头采集图像数据，然后利用广义霍夫变换将图像数据中属于某种图形的点集映射到一个点上，然后该点记录点集中点的数目，使得程序通过搜索峰值找到该点，即找到的该点则为图形的参数，该图形的参数的范围就叫做参数空间。

进一步改进在于：所述摄像头进行虚拟3D建模的具体过程为：先对摄像机进行标定，计算出摄像机的图像坐标系与世界坐标系的关系，然后利用多个二维图像中的信息重建出三维信息。

进一步改进在于：所述摄像头为可以实现消除光学或电子缺陷，且可以实现面积测量及虚拟3D建模功能的摄像头。

进一步改进在于：所述摄像头用于面积测量计算的具体步骤为：

步骤一：利用已知面积信息(S₀)的辅助测量工具作为参照数据信息；

步骤二：采用统计学的方法计算改该辅助测量工具图形所占用的单位图像的单元数量，并标记为n₀；