專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)繪信息綜合采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)繪信息綜合采集裝置。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于非接觸式的定位測(cè)量一般采用航空航天影像測(cè)量的方法。在地面非接觸式立體測(cè)量一般采用掃描儀或者近景攝影測(cè)量的方式。對(duì)于海島測(cè)圖，由于許多海島的地理?xiàng)l件限制，作業(yè)人員無(wú)法登島，為實(shí)現(xiàn)調(diào)繪、像控點(diǎn)布測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)圖一體化，故此需要集成GPS (Global Positioning System)，數(shù)字羅盤(pán)，以及數(shù)碼相機(jī)等設(shè)備，提高外業(yè)作業(yè)效率。在衛(wèi)星定位測(cè)量方面一般采用GPS導(dǎo)航技術(shù)，主要設(shè)備是GPS接收機(jī)。GPS接收機(jī)設(shè)備，在高精度定位領(lǐng)域目前主要以美國(guó)的天寶，瑞士的徠卡，日本的拓普康等設(shè)備為主流，另外還包括諾瓦泰，泰雷茲等；在導(dǎo)航領(lǐng)域主要以麥哲倫為最主要的供應(yīng)商。姿態(tài)測(cè)量方面主要采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS或者數(shù)字羅盤(pán)。在傳統(tǒng)的姿態(tài)測(cè)量，一般采用INS系統(tǒng)，它可以測(cè)量出三軸的方向和三軸加速度，從而短時(shí)高精度保持運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航。但由于INS系統(tǒng)具有時(shí)間偏移的性質(zhì)，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)過(guò)程后會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)航失敗，故此一般采用GPS/INS組合系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間高精度的導(dǎo)航。數(shù)字羅盤(pán)是低成本低精度的姿態(tài)測(cè)量裝備，在一般低標(biāo)準(zhǔn)的要求下可以用于替代INS，在水下DGPS定位系統(tǒng)，車(chē)載導(dǎo)航等方面得到廣泛應(yīng)用。攝影測(cè)量方面主要采用的設(shè)備是數(shù)碼相機(jī)。攝影測(cè)量是一種利用被攝物體影像來(lái)重建物體空間位置和三維形狀的技術(shù)。數(shù)碼相機(jī)在民用方面日益普遍，主要的機(jī)型包括佳能，尼康，索尼，富士，三星，松下，奧林巴斯，賓得，卡西歐，柯達(dá)，愛(ài)國(guó)者，徠卡，理光，紐曼， 海爾等品牌，照片像素從600萬(wàn)像素，1000萬(wàn)像素直到2000萬(wàn)像素不等。在攝影測(cè)量特別是航空攝影測(cè)量中實(shí)用的航空型數(shù)碼相機(jī)，主要是隨著CCD傳感器技術(shù)的發(fā)展而興起的。 航空數(shù)碼相機(jī)主要以?xún)煞N方式發(fā)展，一種是基于線陣(LinearArray)的傳感器方式，代表產(chǎn)品有ADS40 ；另一種是基于面陣(Area Array)的傳感器方式，代表產(chǎn)品有DMC、U⑶、SWDC等。集成衛(wèi)星定位，姿態(tài)測(cè)量，攝影測(cè)量三種測(cè)量方式的綜合測(cè)量設(shè)備在航天攝影測(cè)量產(chǎn)品中在航空攝影儀以及LIDAR中有所體現(xiàn)，地面的測(cè)量設(shè)備有三維激光掃描儀等類(lèi)似設(shè)備。上述技術(shù)只是對(duì)測(cè)繪信息分別采集和處理，無(wú)法對(duì)未到達(dá)點(diǎn)的非接觸測(cè)量目標(biāo)的定位和精確測(cè)量。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)未到達(dá)點(diǎn)的非接觸測(cè)量目標(biāo)的定位和精確測(cè)量。[0010](二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)繪信息綜合采集裝置，包括信息采集器和主控制器，所述信息采集器連接所述主控制器，用于采集定位信息、姿態(tài)信息和相片信息，并將所述定位信息、姿態(tài)信息和相片信息發(fā)送到主控制器進(jìn)行處理。其中，所述信息采集器包括GPS設(shè)備，連接所述主控制器，用于采集定位信息，并將所述定位信息發(fā)送到主控制器；數(shù)字羅盤(pán)，連接所述主控制器，用于采集姿態(tài)信息，并將所述姿態(tài)信息發(fā)送到主控制器；數(shù)碼相機(jī)，連接所述主控制器，用于采集相片信息，并將所述相片信息發(fā)送到主控制器；電源，為所述GPS設(shè)備、數(shù)字羅盤(pán)和數(shù)碼相機(jī)供電。其中，所述GPS設(shè)備包括GPS天線和GPS OEM板，所述GPS天線連接所述GPS OEM 板，用于接收衛(wèi)星GPS信號(hào)，并將所述衛(wèi)星GPS信號(hào)發(fā)送到所述GPS OEM板，所述GPS OEM 板連接所述主控制器，用于根據(jù)所述衛(wèi)星GPS信號(hào)產(chǎn)生所述定位信息，并將所述定位信息發(fā)送到所述主控制器。其中，所述GPS天線(1011)為航空天線。其中，所述主控制器為手持電腦。(三)有益效果本實(shí)用新型采用NOVTEL GPS 0EM3板完成設(shè)備的位置測(cè)量，采用數(shù)字羅盤(pán) HMR3000完成對(duì)外部設(shè)施的姿態(tài)的測(cè)量，包括方位角、傾斜角和俯仰角等，采用數(shù)碼相機(jī) GRAS-50S5M/C完成對(duì)不易達(dá)到目標(biāo)的影響測(cè)量，并將采集到的信息通過(guò)數(shù)據(jù)線傳送到掌上電腦進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)方案簡(jiǎn)單、成本低、易于操作。與傳統(tǒng)的三維激光掃描系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)去掉了激光儀，采用數(shù)碼相機(jī)，減少了設(shè)備體積，降低了設(shè)備重量，降低了制造成本。本裝置加入的數(shù)字羅盤(pán)，沒(méi)有陀螺平臺(tái)，且比INS系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)復(fù)雜性，同時(shí)初始校準(zhǔn)時(shí)間較短，實(shí)用和維護(hù)費(fèi)用較低。本裝置加入的GPS OEM板，在動(dòng)態(tài)攝影測(cè)量的過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的高精度定位。本實(shí)用新型完成了對(duì)不易達(dá)到的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高精度定位，提高了工作效率。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的一種測(cè)繪信息綜合采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。如圖1所示，本實(shí)用新型的測(cè)繪信息綜合采集裝置包括信息采集器10和主控制器20，信息采集器10連接主控制器20，用于采集定位信息、姿態(tài)信息和相片信息，并將定位信息、姿態(tài)信息和相片信息發(fā)送到主控制器20進(jìn)行處理。具體地，信息采集器10包括[0027]GPS設(shè)備101，連接主控制器20，用于采集定位信息，并將定位信息發(fā)送到主控制器 20。GPS 設(shè)備 101 包括GPS 天線 1011 禾Π GPS OEM 板 1012，GPS 天線 1011 連接 GPS OEM 板1012，用于接收衛(wèi)星GPS信號(hào)，并將衛(wèi)星GPS信號(hào)發(fā)送到GPS OEM板1012，GPS OEM板 1012連接主控制器20，用于根據(jù)衛(wèi)星GPS信號(hào)產(chǎn)生定位信息，并將定位信息發(fā)送到主控制器20。其中，GPS天線1011采用航空天線，GPS OEM板1012采用NOVTEL GPS 0EM3板。數(shù)字羅盤(pán)102，連接主控制器20，用于采集姿態(tài)信息，并將姿態(tài)信息發(fā)送到主控制器20。其中，數(shù)字羅盤(pán)102采用HMR3000。數(shù)碼相機(jī)103，連接主控制器20，用于采集相片信息，并將相片信息發(fā)送到主控制器20。其中，數(shù)碼相機(jī)103采用GRAS-50S5M/C。電源104，為GPS設(shè)備101、數(shù)字羅盤(pán)102和數(shù)碼相機(jī)103供電。 其中，主控制器20優(yōu)選采用為手持電腦。本實(shí)用新型工作原理如下本實(shí)用新型采用衛(wèi)星定位測(cè)量，姿態(tài)測(cè)量，攝影測(cè)量信息分別獲取，共同采集和控制的方案，利用現(xiàn)有的各種設(shè)備提供的定位信息、姿態(tài)信息、相片信息形成最終的未接觸目標(biāo)的定位信息，其基本思想是利用GPS輸出的GPS數(shù)據(jù)和定位信息，數(shù)字羅盤(pán)輸出的姿態(tài)測(cè)量信息，數(shù)碼相機(jī)輸出的照片信息，將GPS天線與數(shù)字羅盤(pán)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)GPS的坐標(biāo)系統(tǒng)與數(shù)字羅盤(pán)的坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一，將GPS接收機(jī)的時(shí)間輸入數(shù)字羅盤(pán)實(shí)現(xiàn)時(shí)間系統(tǒng)的統(tǒng)一；將GPS接收機(jī)的時(shí)間輸入數(shù)碼相機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)間系統(tǒng)的統(tǒng)一，將數(shù)碼相機(jī)與GPS天線進(jìn)行標(biāo)定，將數(shù)碼相機(jī)納入到GPS天線所在的坐標(biāo)系中，進(jìn)而將數(shù)碼相機(jī)的照片所拍攝的目標(biāo)納入到相應(yīng)的坐標(biāo)系中，實(shí)現(xiàn)未接觸目標(biāo)的定位測(cè)量。具體工作流程為GPS天線接收GPS信號(hào)，GPS信號(hào)通過(guò)GPS天線電纜進(jìn)入GPS OEM 板，GPS OEM板產(chǎn)生GPS數(shù)據(jù)，即原始觀測(cè)數(shù)據(jù)與定位信息通過(guò)數(shù)據(jù)線進(jìn)入掌上電腦，掌上電腦配備相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和分析；數(shù)字羅盤(pán)進(jìn)行姿態(tài)測(cè)量，將姿態(tài)測(cè)量的數(shù)據(jù)， 即姿態(tài)信息通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)秸粕想娔X，掌上電腦配備相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和分析；數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行攝影測(cè)量，將圖形圖像數(shù)據(jù)，即相片信息通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)秸粕想娔X，掌上電腦配備相應(yīng)的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。所有測(cè)量信息進(jìn)入掌上電腦的綜合控制器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)屬性分類(lèi)、定位信息標(biāo)記、數(shù)碼影像與記錄存儲(chǔ)等。將現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精密后處理，可以得到相應(yīng)的測(cè)圖像控成果、海島調(diào)繪成果、岸線測(cè)繪成果。本實(shí)用新型的測(cè)繪信息綜合采集裝置具有如下功能(1)需要在出測(cè)前完成數(shù)字羅盤(pán)的校準(zhǔn)。(2)需要對(duì)GPS天線，數(shù)字羅盤(pán)，數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)的統(tǒng)一。(3)完成數(shù)字羅盤(pán)的信號(hào)接收、處理和提取，實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的修改、編輯和存儲(chǔ)。(4)完成GPS接收機(jī)信號(hào)的接收、處理和提取，通過(guò)串口數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星參數(shù)的設(shè)置，修改和存儲(chǔ)。(5)完成數(shù)碼相機(jī)信號(hào)接收、處理和提取，通過(guò)1394接口數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)照片參數(shù)的控制、設(shè)置和存儲(chǔ)。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種測(cè)繪信息綜合采集裝置，其特征在于，包括信息采集器(10)和主控制器00)， 所述信息采集器(10)連接所述主控制器(20)，用于采集定位信息、姿態(tài)信息和相片信息， 并將所述定位信息、姿態(tài)信息和相片信息發(fā)送到主控制器00)進(jìn)行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)繪信息綜合采集裝置，其特征在于，所述信息采集器(10)包括GPS設(shè)備(101)，連接所述主控制器(20)，用于采集定位信息，并將所述定位信息發(fā)送到主控制器00)；數(shù)字羅盤(pán)(102)，連接所述主控制器(20)，用于采集姿態(tài)信息，并將所述姿態(tài)信息發(fā)送到主控制器00)；數(shù)碼相機(jī)(103)，連接所述主控制器(20)，用于采集相片信息，并將所述相片信息發(fā)送到主控制器00)；電源(104)，為所述GPS設(shè)備(101)、數(shù)字羅盤(pán)(102)和數(shù)碼相機(jī)(103)供電。
3.如權(quán)利要求2所述的測(cè)繪信息綜合采集裝置，其特征在于，所述GPS設(shè)備(101)包括GPS天線(1011)和GPS OEM板(1012)，所述GPS天線(1011)連接所述GPS OEM板 (1012)，用于接收衛(wèi)星GPS信號(hào)，并將所述衛(wèi)星GPS信號(hào)發(fā)送到所述GPS OEM板(1012)，所述GPS OEM板(101 連接所述主控制器(20)，用于根據(jù)所述衛(wèi)星GPS信號(hào)產(chǎn)生所述定位信息，并將所述定位信息發(fā)送到所述主控制器00)。
4.如權(quán)利要求3所述的測(cè)繪信息綜合采集裝置，其特征在于，所述GPS天線(1011)為航空天線。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的測(cè)繪信息綜合采集裝置，其特征在于，所述主控制器00)為手持電腦。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種測(cè)繪信息綜合采集裝置，包括信息采集器(10)和主控制器(20)，所述信息采集器(10)連接所述主控制器(20)，用于采集定位信息、姿態(tài)信息和相片信息，并將所述定位信息、姿態(tài)信息和相片信息發(fā)送到主控制器(20)進(jìn)行處理。信息采集器(10)包括GPS設(shè)備(101)、數(shù)字羅盤(pán)(102)和數(shù)碼相機(jī)(103)等。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)對(duì)未到達(dá)點(diǎn)的非接觸測(cè)量目標(biāo)的定位和精確測(cè)量，并且降低了成本，操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01S19/48GK202066509SQ20102065287
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者黨亞民, 宋立明, 方書(shū)山, 李謙, 秘金鐘, 谷守周 申請(qǐng)人:中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院