[发明专利]一种基于激光测距仪的大地测绘方法

权利要求书

1.一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，包括：激光发射器、扫描器、摄像机、至少两个以上的转动马达和控制单元，步骤如下，

S1,将激光发射器、扫描器、摄像机和转动马达均安装于行驶汽车的顶部；

S2，两个转动马达分为水平转动马达和垂直转动马达，确保激光发射器和扫描器可以多角度多维度进行旋转；

S3，激光发射器配合扫描器在物体表面产生一条深度和高度清晰的光纹，摄像机及时拍摄光纹照片；

S4，摄像机将拍摄的照片导入电脑，并分别构建以像素为单位的坐标系与毫米为单位的坐标系；

S5，再构建摄像机坐标系与世界坐标系；

S6，将多角度的立体图形进行整合，形成三维立体坐标系模型；

S7，根据图片与实际物体图形的比例，计算其长、宽、高等数值。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述S4中的以像素为单位的坐标系由u、v轴组成，所述以毫米为单位的坐标系由x、y轴，在x、y坐标系中，原点定义在摄像机光轴与图像平面的交点，在u、v坐标中，任意一点坐标为(u₀,v₀)，每个像素在任意一点的尺寸为s_x、s_y，则图像中任意一个象素在两个坐标系下的坐标有如下关系如下关系：再用齐此坐标和矩阵坐标表示为：

逆关系可写成：

3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述S5中的世界坐标系由X_W,Y_W,Z_W轴组成，所述S5中的摄像机坐标系与世界坐标系之间的关系用旋转矩阵R与平移向量t描述，空间中任意一点P在世界坐标系与摄像机坐标系下的齐次坐标分别是(X_W,Y_W,Z_W,1)T与(X_t,Y_t,Z_t,1)T,存在如下关系：

4.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述旋转矩阵R为3×3正交单位矩阵，平移向量t为三维平移向量，0＝(0，0，0，1)T，M₂为4×4矩阵。

5.根据权利要求3所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述S5中，O点称为摄像机光心，X_C轴和Y_C轴与图像的x轴与y轴平行，Z_C轴为摄像机的光轴，它与图像平面垂直，光轴与图像平面的交点，即为图像坐标系的原点，由点O与X_C、Y_C、Z_C轴组成的直角坐标系称为摄像机坐标系O₁/O为摄像机焦距。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述S6中的图形整合包括粗整合和细整合。

7.根据权利要求1所述的一种基于激光测距仪的大地测绘方法，其特征在于，所述S7中，根据三维坐标计算物体尺寸数值，利用比例计算实际尺寸数值。