[发明专利]一种支架便携式地物测量系统、设备及方法

说明书

本发明公开了一种支架便携式地物测量方法及系统，主要针对地物测量，其上面有长度已知的标识物，结合标识物在模型中的相对长度，辅助标定被测物体在相对坐标中单位长度的真实物理长度，所述系统包括图像采集系统和图像数字化处理系统；图像采集系统包括可折叠的支架、标志板1、标志板2和摄影机，摄影机用于从不同角度采集高分辨率的被测物体照片，可折叠的支架用于集成标志板1和摄影机，来建立被测物体和摄影机之间的位置关系，所述的底座用于将拍摄系统固定在待测量区；同时使得本发明有了更广泛的适用场景，伸拉支杆可调节标志板的位置，标尺用于记录图像采集装置与标志板之间的位置关系，本发明的主要组成构件均为可组装可移动。

技术领域

本发明涉及摄影测量技术领域，具体来说，涉及一种支架便携式地物测量方法及系统。

背景技术

在日常的地物测量中，大场景里面的区域测量或者小场景物体测量只需要知道像对就行，比如局部区域的渠道断面、沟壑的坡面、旅游景点的标志性建筑物等，而现有的地物测量通常包括以下几种：

1、传统的人工测量方式是接触式测量，需要人工带测量工具到被测地物跟前完成测量，测量的效率太低，一次只能测一条线，需要经后期处理得到三维数据，工作量大，且受天气、环境的影响大；

2、基于无人机的摄影测量技术，其控制点的设定通常人为在地上设置航标才能达到像控的目的，设置要求苛刻，而且无人机受飞行条件的限制，测量方向单一，在飞行高度太低时，精度高，但是效率低，飞行高度太高时，视场大，但是精度低。灵活性不够，不适用地物测量。

3、三维激光扫描测量技术，精度高，但是灵活性差，没有大场景，属于静止场景下的单向测量，需要根据地物特征和方位，多站测测量，每一次测站设置要求高、过程繁琐，要求有严格的建站过程，工作量大，且对具体工作环境要求高。

4、摄影测量技术对工作环境的要求比较低，具有非接触、大视场、高效高精度测量的特点，其理论精度可以达到毫米级，且可以实现三维测量，在地物测量方面有巨大优势，但是已有的摄影测量标志点的设计基于传统方法，从标志点的引出，需要严格的空间定义。根据摄影测量算法原理，对标志点的要求有两方面，一是标志点木身的精确性控制摄影测量空间整体误差；二是标志点之间相对位置关系的准确性，控制摄影测量对象尺寸的精准性。

因此，本发明专利将图像采集系统和标志板集成在一起，通过摄影机和标志板集成的位置关系建立摄影机和被测物体之间的位置关系，利用标志板的真实的物理尺寸赋予计算机中解译的单位长度真实的物理长度，实现地物测量的目的。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种支架便携式地物测量方法及系统，以实现非接触式的高精度、高效率测量的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种支架便携式地物测量方法及系统，包括以下步骤，步骤1，在待测区架设拍照系统，根据被测物体的特征，布设摄影机图像采集的点位，保证拍摄的被测地物相邻照片的重合度达到60％以上，标志板的每个面至少在3～5张照片中清晰呈现；步骤2，多角度采集带有清晰标志板信息的被测物体照片；步骤3，将照片导入计算机解译系统，进行第一次摄影测量计算，即进行粗对正；步骤4，确认相机和被测物体之间的相对位置关系，将第一步拍照系统架设完成后，度量出的相机距离标志板距离，即物距大小，以及水平投影、垂直投影方向的距离，确定摄影瞬间摄影机物镜中心与像片在地面设定的空间坐标系中的位置与姿态的参数，即确定这三者之间相关位置的参数；步骤5，标定被测物体在相对坐标中单位长度的真实物理长度；步骤6，快速获取多张照片中的同名点并定义两点之间真实距离；步骤7，将三者之间相关位置的参数以及相对坐标的真实长度作为已知量，导入摄影测量解译计算的平差计算文件中，生成的摄影测量精确模型，从模型中量取需要的尺寸，完成测量。