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專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量方法及測(cè)量機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行3維測(cè)定的非棱鏡形式的測(cè)量機(jī)。
背景技術(shù)：
以前，對(duì)規(guī)定的范圍的建筑物等的對(duì)象物測(cè)量3維數(shù)據(jù)時(shí)，操作者確定測(cè)定處所逐個(gè)點(diǎn)進(jìn)行的測(cè)量花費(fèi)大量時(shí)間且同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的取得量有限。另外，測(cè)定操作自動(dòng)化的自動(dòng)測(cè)量機(jī)，以小間距測(cè)定規(guī)定的范圍的同時(shí)進(jìn)行光柵掃描，與操作者相比可盡快收集龐大的3維測(cè)量數(shù)據(jù)。通過(guò)該龐大的3維數(shù)據(jù)的集合可進(jìn)行3維顯示。
傳統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)量機(jī)中，測(cè)定點(diǎn)成為龐大，保存該測(cè)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)容量也成為龐大。另外，取入不必要數(shù)據(jù)作為測(cè)定數(shù)據(jù)時(shí)，往往發(fā)生數(shù)據(jù)的連續(xù)性缺失，必須進(jìn)行再測(cè)定的狀況。
而且，如圖12，測(cè)定點(diǎn)在測(cè)定對(duì)象物3的棱線(xiàn)(邊緣)4時(shí)，測(cè)量機(jī)1發(fā)出的測(cè)距光2在上述邊緣4分割，一部分在邊緣4之前的面5反射，一部分在邊緣4的內(nèi)側(cè)的面6反射。因而，測(cè)量機(jī)1通過(guò)來(lái)自上述之前的面5的反射光和來(lái)自上述內(nèi)側(cè)的面6的反射光進(jìn)行測(cè)定，產(chǎn)生無(wú)法正確測(cè)定邊緣4部分的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供顯著減少測(cè)定點(diǎn)數(shù)，可靠地進(jìn)行邊緣部的測(cè)定的測(cè)量方法及測(cè)量機(jī)。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的測(cè)量方法，具備取得測(cè)定范圍的圖像的步驟；通過(guò)該圖像的圖像處理抽出邊緣的步驟；從圖像選擇夾持邊緣的兩側(cè)的測(cè)定點(diǎn)的步驟；進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備通過(guò)測(cè)定從抽出的邊緣排除不規(guī)則邊緣數(shù)據(jù)的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備從抽出的邊緣排除具有一定程度以上緊密排列的邊緣數(shù)據(jù)的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備以抽出的邊緣數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)合成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備抽出的邊緣為交叉的2個(gè)邊緣時(shí)，運(yùn)算邊緣的交點(diǎn)的步驟；選擇交點(diǎn)附近的測(cè)定點(diǎn)的步驟；進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備在抽出的邊緣的邊緣附近，進(jìn)行邊緣交點(diǎn)附近的測(cè)量的步驟；運(yùn)算由邊緣包圍的面的步驟；使得從運(yùn)算結(jié)果可運(yùn)算該面的任意點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)的步驟。另外，本發(fā)明的測(cè)量方法具備使運(yùn)算的面與邊緣數(shù)據(jù)相關(guān)存儲(chǔ)的步驟。
另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)具備瞄準(zhǔn)測(cè)定點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)；使該光學(xué)系統(tǒng)在測(cè)定范圍掃描的驅(qū)動(dòng)部；具備光波距離計(jì)的測(cè)距部；拍攝測(cè)定范圍的拍攝部；執(zhí)行從拍攝圖像抽出邊緣的圖像處理的圖像處理部；控制上述測(cè)距部，使其在拍攝圖像上選擇邊緣附近作為測(cè)定點(diǎn)，進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的控制運(yùn)算部。另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)中，抽出的邊緣是交叉的2個(gè)邊緣，選擇的測(cè)定點(diǎn)在邊緣的交叉部附近。另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)，以邊緣包圍的區(qū)域?yàn)槠矫妫鶕?jù)邊緣附近的測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果中，運(yùn)算上述平面的3維座標(biāo)值。另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)中，上述測(cè)定點(diǎn)至少是夾持邊緣的2個(gè)處所。另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)具備存儲(chǔ)執(zhí)行以下步驟的程序的存儲(chǔ)部拍攝測(cè)定范圍，從取得的拍攝圖像抽出邊緣，在拍攝圖像上選擇邊緣附近作為測(cè)定點(diǎn)，使上述光學(xué)系統(tǒng)在上述測(cè)定范圍掃描并進(jìn)行測(cè)量。另外，本發(fā)明的測(cè)量機(jī)中，運(yùn)算由邊緣包圍的平面，上述存儲(chǔ)部將運(yùn)算的面與邊緣數(shù)據(jù)相關(guān)存儲(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明，由于具備取得測(cè)定范圍的圖像的步驟；通過(guò)該圖像的圖像處理抽出邊緣的步驟；從圖像選擇夾持邊緣的兩側(cè)的測(cè)定點(diǎn)的步驟；進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的步驟，因而可避免測(cè)距光被邊緣分割而無(wú)法正確測(cè)定的狀態(tài)，提高測(cè)量結(jié)果的可靠性和精度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于具備在抽出的邊緣的邊緣附近，進(jìn)行邊緣交點(diǎn)附近的測(cè)量的步驟；運(yùn)算由邊緣包圍的面的步驟；使得從運(yùn)算結(jié)果可運(yùn)算該面的任意點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)的步驟，因而，對(duì)包圍的面可省略多數(shù)點(diǎn)的測(cè)量，提高測(cè)量的經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)量機(jī)的透視圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定范圍和分割圖像的關(guān)系圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定范圍的圖像中強(qiáng)調(diào)測(cè)定對(duì)象物的邊緣的圖像的說(shuō)明圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定范圍和掃描、測(cè)定的關(guān)系說(shuō)明圖。
圖6是測(cè)定作用的說(shuō)明圖。
圖7是測(cè)定作用的說(shuō)明圖。
圖8是測(cè)定作用的說(shuō)明圖。
圖9是測(cè)定作用的說(shuō)明圖。
圖10是測(cè)定作用的流程圖。
圖11是測(cè)定作用的說(shuō)明圖。
圖12是傳統(tǒng)例的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照?qǐng)D面說(shuō)明實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)。
圖1表示本發(fā)明的測(cè)量機(jī)(total station)的外觀(guān)，圖中，測(cè)量機(jī)1具備檢出角度(鉛直角、水平角)的電子經(jīng)緯儀和光波距離計(jì)。
上述測(cè)量機(jī)1主要由望遠(yuǎn)鏡部8、支持該望遠(yuǎn)鏡部8可上下方向旋轉(zhuǎn)的托架部9、支持該托架部9可水平方向旋轉(zhuǎn)的基盤(pán)部11、支持該基盤(pán)部11的校平部12構(gòu)成，該校平部12可安裝到三腳架等。
上述望遠(yuǎn)鏡部8內(nèi)置有包含物鏡13的光學(xué)系統(tǒng)、拍攝部等，上述托架部9具備顯示部14、操作輸入部15。
圖2說(shuō)明測(cè)量機(jī)1的概略構(gòu)成。
圖中，1是測(cè)量機(jī)，3是成為測(cè)定點(diǎn)的建筑物的壁面或角隅等的測(cè)定對(duì)象物。
上述測(cè)量機(jī)1主要具備顯示部14；操作輸入部15；控制運(yùn)算部17；鉛直角測(cè)角部18；水平角測(cè)角部19；存儲(chǔ)部21；測(cè)距部24；發(fā)光部25；受光部26；拍攝部27；圖像處理部28；鉛直驅(qū)動(dòng)部29；水平驅(qū)動(dòng)部31及光學(xué)系統(tǒng)32等。
上述鉛直角測(cè)角部18測(cè)定與由上述光學(xué)系統(tǒng)32瞄準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物3時(shí)的水平相對(duì)的鉛直角，上述水平角測(cè)角部19測(cè)定以規(guī)定的方向作為基準(zhǔn)方向時(shí)相對(duì)于基準(zhǔn)方向的上述測(cè)定對(duì)象物3的水平角。上述存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)執(zhí)行測(cè)定的系列程序，或進(jìn)行圖像處理的圖像處理程序，基于至少2點(diǎn)的測(cè)定數(shù)據(jù)(距離、鉛直角、水平角)來(lái)運(yùn)算該點(diǎn)特定的直線(xiàn)，基于至少3點(diǎn)的測(cè)定數(shù)據(jù)來(lái)運(yùn)算表示3維座標(biāo)上的平面的數(shù)學(xué)式等的程序等，還存儲(chǔ)被測(cè)量的測(cè)量數(shù)據(jù)、圖像處理后的圖像數(shù)據(jù)。另外，上述存儲(chǔ)部21可采用FD、CD、DVD、RAM、ROM、硬盤(pán)、存儲(chǔ)卡等各種記錄媒體。
進(jìn)行測(cè)距時(shí)測(cè)量操作者從上述操作輸入部15輸入測(cè)定開(kāi)始指令或測(cè)定條件等。上述顯示部14顯示測(cè)量時(shí)的測(cè)量條件、測(cè)量結(jié)果或測(cè)量時(shí)拍攝的圖像，或圖像處理的結(jié)果。
上述發(fā)光部25向上述測(cè)定對(duì)象物3發(fā)出測(cè)距光2，上述受光部26接收由上述測(cè)定對(duì)象物3反射的反射測(cè)距光，上述測(cè)距部24根據(jù)上述受光部26的受光信號(hào)，求出到上述測(cè)定對(duì)象物3的距離，將距離信號(hào)輸入上述控制運(yùn)算部17。
上述發(fā)光部25由上述鉛直驅(qū)動(dòng)部29、水平驅(qū)動(dòng)部31驅(qū)動(dòng)，上述發(fā)光部25與上述測(cè)定對(duì)象物3相向。
上述控制運(yùn)算部17令上述圖像處理部28輸入的各圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))與拍攝該圖像數(shù)據(jù)時(shí)來(lái)自上述鉛直角測(cè)角部18的鉛直角信號(hào)、來(lái)自上述水平角測(cè)角部19的水平角信號(hào)及來(lái)自上述測(cè)距部24的距離信號(hào)(各圖像的瞄準(zhǔn)點(diǎn)上的測(cè)量數(shù)據(jù))相關(guān)，結(jié)果存儲(chǔ)到上述存儲(chǔ)部21，還對(duì)于各圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行各圖像數(shù)據(jù)間的相關(guān)。
另外，進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)，圖像數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)是，逐個(gè)測(cè)定點(diǎn)地作成記錄區(qū)域，在該記錄區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步作成圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，逐個(gè)測(cè)定點(diǎn)地進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的相關(guān)并記錄到上述存儲(chǔ)部21。或用已知的方法進(jìn)行相關(guān)，即，在上述存儲(chǔ)部21作成圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，將圖像數(shù)據(jù)及測(cè)量數(shù)據(jù)分離存儲(chǔ)到圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域和測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域的同時(shí)，使圖像數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)鏈接，作成使圖像數(shù)據(jù)間相關(guān)的管理數(shù)據(jù)等。
另外，各圖像數(shù)據(jù)間的相關(guān)結(jié)束后，可合成基于多個(gè)圖像的合成圖像。另外，由于已知各圖像的視場(chǎng)角與上述拍攝部27的視角對(duì)應(yīng)，且已知圖像的中心即瞄準(zhǔn)點(diǎn)在存儲(chǔ)的測(cè)量數(shù)據(jù)中，因此，合成圖像的任意點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)可通過(guò)瞄準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)和圖像中的視場(chǎng)角運(yùn)算。
上述測(cè)量機(jī)進(jìn)行3維測(cè)量時(shí)，必須取入測(cè)定范圍的圖像。測(cè)定范圍超過(guò)望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角范圍時(shí)，如圖3所示，將圖像分割后取入。分割取入的范圍例如通過(guò)瞄準(zhǔn)四邊形的對(duì)角線(xiàn)上的2點(diǎn)來(lái)確定。具備取入廣角的圖像的攝象機(jī)時(shí)，也可在上述顯示部14上指示范圍。
由于測(cè)量機(jī)具備測(cè)角部件和驅(qū)動(dòng)部件，可以規(guī)定的角度改變瞄準(zhǔn)方向，分割后自動(dòng)地取入圖像。雖然測(cè)量機(jī)可高精度進(jìn)行角度分割，由于將分割圖像35結(jié)合及合成一個(gè)圖像，因而最好進(jìn)行一定程度的交迭36后取入。
對(duì)拍攝獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，抽出邊緣。該邊緣的抽出是，例如使用拉普拉斯算子、SOBEL、CANNY等的空間過(guò)濾器來(lái)強(qiáng)調(diào)邊緣。拉普拉斯算子邊緣強(qiáng)調(diào)是用微分圖像來(lái)強(qiáng)調(diào)邊緣。
圖4是強(qiáng)調(diào)邊緣的圖例。建筑物37的角部被強(qiáng)調(diào)，與壁和窗部的平面部分區(qū)別。但是，其他不必要的數(shù)據(jù)也被強(qiáng)調(diào)邊緣。例如，不必要的數(shù)據(jù)是植物38和鋪路石39、建筑物的外觀(guān)形狀等。作為建筑物的位置和高度的數(shù)據(jù)，這些是不必要的。植物38和鋪路石39等雖然不與測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)，但作為圖像原樣保留。建筑物的外觀(guān)形狀作為被邊緣包圍的面的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)。植物38是不規(guī)則邊緣的數(shù)據(jù)，比較容易區(qū)分。從而，不規(guī)則邊緣數(shù)據(jù)從測(cè)定數(shù)據(jù)排除。另外，鋪路石39和塊圖案是規(guī)則的，難以與其他數(shù)據(jù)區(qū)別，但是一定程度以上緊密排列的數(shù)據(jù)也必須從測(cè)定數(shù)據(jù)排除。
圖5表示對(duì)測(cè)定范圍進(jìn)行掃描測(cè)定的情況。以規(guī)定的間距進(jìn)行測(cè)定，掃描規(guī)定的范圍。掃描中，由于邊緣處理中已知無(wú)邊緣部分，因而可省略?huà)呙瓒鴴呙枳疃叹嚯x。另外，直線(xiàn)的直線(xiàn)邊緣存在時(shí)往往有段差。通過(guò)測(cè)定邊緣的兩側(cè)的距離和位置，由邊緣部分的直接測(cè)定可排除誤差。
由于根據(jù)從圖像中心和視場(chǎng)角可計(jì)算構(gòu)成圖像的像素的位置，直線(xiàn)邊緣部分及邊緣角部可特定邊緣部分的位置。由于角部7可能被倒角，因而作為直線(xiàn)邊緣的交點(diǎn)算出。直線(xiàn)邊緣包圍的范圍是構(gòu)成建筑物的外觀(guān)的面。
如圖7所示，圖像處理拍攝獲得的圖像數(shù)據(jù)Ia，抽出邊緣4。
上述控制運(yùn)算部17可從圖像中的上述邊緣4的位置求出上述測(cè)定對(duì)象物3的邊緣4附近的位置，驅(qū)動(dòng)控制上述光學(xué)系統(tǒng)32，使瞄準(zhǔn)位置在該邊緣4附近(僅僅以測(cè)距光的光束直徑偏移的位置)。以上述邊緣4附近為最佳測(cè)定處所a(Xa，Ya)，移動(dòng)瞄準(zhǔn)位置進(jìn)行測(cè)量。因而，如圖12所示，測(cè)距光2不被邊緣4分割，可執(zhí)行正確的測(cè)量。最佳測(cè)定處所的選擇、測(cè)量可對(duì)邊緣4的附近適當(dāng)處所，例如夾持邊緣4的2個(gè)處所進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)夾持該邊緣4的2個(gè)處所的測(cè)量，該邊緣4的位置可由測(cè)定結(jié)果明確地特定。
另外，該邊緣4和最佳測(cè)定處所a(Xa，Ya)的位置關(guān)系可從圖像上運(yùn)算。另外，若測(cè)量離開(kāi)邊緣4的至少2個(gè)處所，則可對(duì)上述邊緣4進(jìn)行3維測(cè)定。
對(duì)包含與上述測(cè)定對(duì)象物3的上述邊緣4正交的邊緣4′的需要部分進(jìn)行拍攝，拍攝圖像數(shù)據(jù)Ib(參照?qǐng)D7)。通過(guò)圖像處理抽出上述邊緣4′，同樣以該邊緣4′的附近作為最佳測(cè)定處所b(Xb，Yb)，移動(dòng)瞄準(zhǔn)位置進(jìn)行測(cè)量。
而且，從上述圖像數(shù)據(jù)Ia的邊緣4可運(yùn)算表示該邊緣4的線(xiàn)性方程式La，另外，從圖像數(shù)據(jù)Ib的邊緣4′可運(yùn)算表示該邊緣4′的線(xiàn)性方程式Lb。另外，由于受光元件內(nèi)的象素受光的偏差等，圖像數(shù)據(jù)上的邊緣可能成為帶偏差的直線(xiàn)，該場(chǎng)合，采用最小2乘法等的手法算出直線(xiàn)。根據(jù)上述測(cè)量結(jié)果，可運(yùn)算上述3維座標(biāo)中的線(xiàn)性方程式La、線(xiàn)性方程式Lb。
運(yùn)算上述線(xiàn)性方程式La和線(xiàn)性方程式Lb的交點(diǎn)，運(yùn)算獲得的點(diǎn)成為上述測(cè)定對(duì)象物3的角部7的位置(參照?qǐng)D6、圖9)。以從上述測(cè)定對(duì)象物3的角部7僅偏移光束直徑的位置作為最佳測(cè)定處所c(Xc，Yc)，將上述光學(xué)系統(tǒng)32與該最佳測(cè)定處所c(Xc，Yc)相向。
另外，如圖8所示，若可拍攝包含上述測(cè)定對(duì)象物3的角部7的圖像數(shù)據(jù)Ic，則通過(guò)該圖像數(shù)據(jù)Ic的圖像處理邊緣抽出立即求出上述角部7的圖像上的位置，并求出該角部7附近的最佳測(cè)定處所c(Xc，Yc)。
因而，邊緣4附近的最佳測(cè)定處所a(Xa，Ya)、邊緣4′附近的最佳測(cè)定處所b(Xb，Yb)、角部7附近的最佳測(cè)定處所c(Xc，Yc)的測(cè)定可以可靠地實(shí)施。
通過(guò)對(duì)上述測(cè)定對(duì)象物3抽出全部邊緣，并對(duì)該邊緣附近的適當(dāng)位置進(jìn)行測(cè)量、運(yùn)算，取得各邊緣的測(cè)量數(shù)據(jù)，求出上述測(cè)定對(duì)象物3的3維輪廓。以上一系列的測(cè)定動(dòng)作，由上述控制運(yùn)算部17按照上述存儲(chǔ)部21存儲(chǔ)的測(cè)量系列程序來(lái)執(zhí)行。
一般建筑物由平面構(gòu)成，因而，通過(guò)至少2個(gè)邊緣(表示邊緣的直線(xiàn))可運(yùn)算包含2個(gè)邊緣的平面，通過(guò)上述測(cè)定對(duì)象物3的邊緣的抽出、邊緣的測(cè)量，可執(zhí)行該測(cè)定對(duì)象物3的3維測(cè)定。
以下，參照?qǐng)D10、圖11說(shuō)明3維測(cè)定。
確定測(cè)定范圍，取入測(cè)定范圍的圖像。
判斷測(cè)定范圍是否大于上述拍攝部27的視場(chǎng)角。大于時(shí)，分割測(cè)定范圍并取得圖像，且進(jìn)行圖像的連接合成。
對(duì)圖像進(jìn)行邊緣處理，抽出邊緣。判斷抽出的邊緣是否不必要數(shù)據(jù)，若為不必要數(shù)據(jù)則刪除不必要的邊緣數(shù)據(jù)。作為不必要的數(shù)據(jù)，例如有不規(guī)則的邊緣數(shù)據(jù)，或與建筑物等對(duì)象物的規(guī)模比較，一定程度以上緊密排列的邊緣數(shù)據(jù)等。
進(jìn)行測(cè)定范圍的掃描及測(cè)定，并算出圖像上的直線(xiàn)邊緣的位置，進(jìn)行夾持直線(xiàn)邊緣的兩側(cè)的測(cè)定(測(cè)距，測(cè)角)。
通過(guò)邊緣的測(cè)定特定由邊緣包圍的區(qū)域，并特定由區(qū)域構(gòu)成的面。
通過(guò)交叉的直線(xiàn)邊緣部的交點(diǎn)求出角部的位置，算出角部的圖像上的位置，并進(jìn)行角部的測(cè)定。
通過(guò)直線(xiàn)邊緣部、角部的測(cè)定，獲得測(cè)定對(duì)象物3的3維數(shù)據(jù)(3維座標(biāo))。
例如，以圖4中所示的測(cè)定范圍內(nèi)的建筑物37作為測(cè)定對(duì)象物3，參照?qǐng)D11說(shuō)明對(duì)該測(cè)定對(duì)象物3進(jìn)行測(cè)量的情況。
確定測(cè)定范圍，取入包含上述測(cè)定對(duì)象物3的部分的圖像。從圖像抽出邊緣4a，4b，…，4f，進(jìn)行掃描測(cè)定。
另外，分別測(cè)量該邊緣4a，4b，…，4f的兩側(cè)。求出上述邊緣4a，4b，…，4f的測(cè)量結(jié)果及表示邊緣4a，4b，…，4f的直線(xiàn)，并求出邊緣4a，4b，…，4f的交點(diǎn)(角部的位置)，運(yùn)算由邊緣4a，4b，…，4f包圍的面的區(qū)域。
因而，可執(zhí)行由包含角部的邊緣4a，4b，…，4f包圍的面的區(qū)域的3維測(cè)定。
同樣，可執(zhí)行由邊緣35a，邊緣35b，邊緣35c，邊緣35d包圍的面的3維測(cè)定。因而，通過(guò)依次對(duì)被邊緣包圍的面執(zhí)行3維測(cè)定，可對(duì)上述測(cè)定對(duì)象物3執(zhí)行3維測(cè)定，即3維座標(biāo)的運(yùn)算。
因而，測(cè)量至少邊緣附近、角部附近實(shí)施，測(cè)定點(diǎn)顯著減少，存儲(chǔ)部21的存儲(chǔ)容量、進(jìn)行測(cè)量所必要的運(yùn)算的控制運(yùn)算部17的負(fù)擔(dān)顯著減輕。
接著，由于圖像數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)地存儲(chǔ)到上述存儲(chǔ)部21，且圖像數(shù)據(jù)相互通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)，因而可根據(jù)多個(gè)圖像數(shù)據(jù)形成合成圖像，根據(jù)3維座標(biāo)的運(yùn)算作成立體圖像，可以視覺(jué)地把握3維測(cè)定的結(jié)果，并可通過(guò)運(yùn)算求出圖像上的任意位置的測(cè)量數(shù)據(jù)。另外，圖像數(shù)據(jù)的合成可根據(jù)求出的邊緣數(shù)據(jù)進(jìn)行。
如上所述，通過(guò)邊緣的交點(diǎn)及邊緣的中間地點(diǎn)的測(cè)距測(cè)角，特定建筑物和建筑及施工現(xiàn)場(chǎng)的位置和高度，通過(guò)相關(guān)特定的圖像上的位置，成為帶圖像的3維測(cè)定數(shù)據(jù)。可以在顯示器等的2維畫(huà)面進(jìn)行3維圖像的顯示，同時(shí)可立即求出在圖像上指定的位置。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量方法，具備取得測(cè)定范圍的圖像的步驟；通過(guò)該圖像的圖像處理抽出邊緣的步驟；從圖像選擇夾持邊緣的兩側(cè)的測(cè)定點(diǎn)的步驟；進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的步驟。
2.權(quán)利要求1的測(cè)量方法，其特征在于具備通過(guò)測(cè)定從抽出的邊緣排除不規(guī)則邊緣數(shù)據(jù)的步驟。
3.權(quán)利要求1的測(cè)量方法，其特征在于具備從抽出的邊緣排除具有一定程度以上緊密排列的邊緣數(shù)據(jù)的步驟。
4.權(quán)利要求1的測(cè)量方法，其特征在于具備以抽出的邊緣數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)合成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的步驟。
5.權(quán)利要求1的測(cè)量方法，其特征在于具備抽出的邊緣為交叉的2個(gè)邊緣時(shí)，運(yùn)算邊緣的交點(diǎn)的步驟；選擇交點(diǎn)附近的測(cè)定點(diǎn)的步驟；進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的步驟。
6.權(quán)利要求5的測(cè)量方法，其特征在于具備在抽出的邊緣的邊緣附近，進(jìn)行邊緣交點(diǎn)附近的測(cè)量的步驟；運(yùn)算由邊緣包圍的面的步驟；使得從運(yùn)算結(jié)果可運(yùn)算該面的任意點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)的步驟。
7.權(quán)利要求6的測(cè)量方法，其特征在于具備使運(yùn)算的面與邊緣數(shù)據(jù)相關(guān)存儲(chǔ)的步驟。
8.一種測(cè)量機(jī)，具備瞄準(zhǔn)測(cè)定點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)；使該光學(xué)系統(tǒng)在測(cè)定范圍掃描的驅(qū)動(dòng)部；具備光波距離計(jì)的測(cè)距部；拍攝測(cè)定范圍的拍攝部；執(zhí)行從拍攝圖像抽出邊緣的圖像處理的圖像處理部；控制上述測(cè)距部，使其在拍攝圖像上選擇邊緣附近作為測(cè)定點(diǎn)，進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的控制運(yùn)算部。
9.權(quán)利要求8的測(cè)量機(jī)，其特征在于，抽出的邊緣是交叉的2個(gè)邊緣，選擇的測(cè)定點(diǎn)在邊緣的交叉部附近。
10.權(quán)利要求8的測(cè)量機(jī)，其特征在于，以邊緣包圍的區(qū)域?yàn)槠矫妫鶕?jù)邊緣附近的測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果，運(yùn)算上述平面的3維座標(biāo)值。
11.權(quán)利要求8的測(cè)量機(jī)，其特征在于，上述測(cè)定點(diǎn)至少是夾持邊緣的2個(gè)處所。
12.權(quán)利要求8的測(cè)量機(jī)，其特征在于具備存儲(chǔ)執(zhí)行以下步驟的程序的存儲(chǔ)部拍攝測(cè)定范圍，從取得的拍攝圖像抽出邊緣，在拍攝圖像上選擇邊緣附近作為測(cè)定點(diǎn)，使上述光學(xué)系統(tǒng)在上述測(cè)定范圍掃描并進(jìn)行測(cè)量。
13.權(quán)利要求10的測(cè)量機(jī)，其特征在于，運(yùn)算由邊緣包圍的平面，上述存儲(chǔ)部將運(yùn)算的面與邊緣數(shù)據(jù)相關(guān)存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明的測(cè)量機(jī)，具備瞄準(zhǔn)測(cè)定點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)；使該光學(xué)系統(tǒng)在測(cè)定范圍掃描的驅(qū)動(dòng)部；具備光波距離計(jì)的測(cè)距部；拍攝測(cè)定范圍的拍攝部；執(zhí)行從拍攝圖像抽出邊緣的圖像處理的圖像處理部；控制上述測(cè)距部，使其在拍攝圖像上選擇邊緣附近作為測(cè)定點(diǎn)，進(jìn)行該測(cè)定點(diǎn)的測(cè)量的控制運(yùn)算部。
文檔編號(hào)G01C15/00GK1667358SQ20051005509
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月8日
發(fā)明者大友文夫, 大谷仁志, 大森誠(chéng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康