專利名稱：一種同時(shí)獲取時(shí)間和坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，更具體涉及一種能同時(shí)獲取時(shí)間和坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
目前對(duì)需要時(shí)間與經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的野外景觀數(shù)據(jù)采集，一般采用普通照相機(jī)結(jié)合全球定位系統(tǒng)(Global Position System，簡(jiǎn)稱GPS)，用手工記錄和編號(hào)的方法來(lái)確定野外景觀數(shù)據(jù)的時(shí)間與經(jīng)緯度坐標(biāo)信息。也有用攝像機(jī)和GPS的配合來(lái)采集野外景觀數(shù)據(jù)的，如“執(zhí)行野外信息采集、定位與處理的系統(tǒng)與方法”專利號(hào)98125290.7，這些系統(tǒng)的采樣方法存在著以下不足1、需用大量的膠卷或攝像帶等不可再利用的耗材，費(fèi)用昂貴。
2、數(shù)據(jù)的采集和處理過(guò)程復(fù)雜繁瑣，需花費(fèi)大量的人力和時(shí)間，由于人工干預(yù)過(guò)多，容易出錯(cuò)。
3、采集的數(shù)據(jù)后期處理工作周期長(zhǎng)，不利于在農(nóng)情速報(bào)、資源速查等時(shí)間周期要求短的項(xiàng)目中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能同時(shí)獲取時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)采集的野外景觀數(shù)據(jù)能自動(dòng)匹配時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，操作方便、快捷、準(zhǔn)確。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案數(shù)碼相機(jī)將獲取的圖像信息通過(guò)通用串行總線(universal serial bus，簡(jiǎn)稱USB)傳輸給筆記本電腦，對(duì)獲取的圖像筆記本電腦自動(dòng)按數(shù)字遞增的方法命名，并人工輸入景觀類型標(biāo)識(shí)；筆記本電腦通過(guò)RS232通訊接口同時(shí)接收全球定位系統(tǒng)(Global Position System，簡(jiǎn)稱GPS)的時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，將接收到的圖像信息、圖像名稱、景觀類型標(biāo)識(shí)、時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息自行進(jìn)行匹配，并生成一條記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，且可在屏幕上顯示匹配的信息。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)定位誤差小，時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息通過(guò)筆記本電腦及時(shí)標(biāo)識(shí)在圖像上，不需要膠卷、攝像帶等耗材；數(shù)據(jù)的采集和處理過(guò)程簡(jiǎn)單，圖像的時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的標(biāo)識(shí)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，不易出錯(cuò)；采集的數(shù)據(jù)后期處理工作周期短，適應(yīng)農(nóng)情速報(bào)、資源速查等時(shí)間周期要求較短項(xiàng)目的應(yīng)用。
圖2是一種同時(shí)獲取時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的集成框圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
由

圖1可知，GPS天線和GPS OEM板組成GPS接收儀，接收GPS的時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，通過(guò)RS232串行通訊接口傳送到筆記本電腦中；數(shù)碼相機(jī)采集的圖像信息同一時(shí)間通過(guò)USB高速接口傳送到筆記本電腦中。
由圖2可知系統(tǒng)的工作流程為首先啟動(dòng)電腦，初始化COM口和GPS接收儀，打開(kāi)數(shù)碼相機(jī)，在筆記本電腦上設(shè)定數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔，GPS接收儀進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)對(duì)GPS接收儀進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，如果GPS接收儀工作正常，系統(tǒng)讀取其接收到的時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，寫(xiě)入到系統(tǒng)工作內(nèi)存；如果GPS接收儀工作不正常，則進(jìn)入報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行人工查錯(cuò)、排錯(cuò)，再重新初始化GPS接收儀。在GPS接收儀工作的同時(shí)，數(shù)碼相機(jī)攝取的圖像信息通過(guò)USB高速接口寫(xiě)入筆記本電腦的另一工作內(nèi)存并在顯示屏上顯示。筆記本電腦將上述工作內(nèi)存中的圖像信息、GPS時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息進(jìn)行匹配，標(biāo)識(shí)在該圖像上并在筆記本電腦上顯示。這時(shí)，利用采集下一幀圖像的時(shí)間間隔，通過(guò)筆記本電腦鍵盤(pán)輸入該圖像所對(duì)應(yīng)的景觀類型標(biāo)識(shí)，并同筆記本電腦獲取的圖像信息、時(shí)間信息、經(jīng)緯坐標(biāo)信息以及自動(dòng)生成的圖像名稱作為一條記錄寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)該記錄生成后，筆記本電腦清除工作內(nèi)存，進(jìn)行下一幅圖像的采集和GPS信息的接收。
(1)通用串行總線(universal serial bus，簡(jiǎn)稱USB)通用串行總線(USB)是由IBM、Compaq、Intel、Microsoft等公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種外設(shè)總線標(biāo)準(zhǔn)，用于計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。USB允許外設(shè)在主機(jī)與其他外設(shè)工作時(shí)，進(jìn)行連接、配置、使用及轉(zhuǎn)移，即謂“熱拔插”。USB還可以為數(shù)碼相機(jī)、GPS等外設(shè)提供電源。
(2)數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)分辨率高、方便、快捷、處理軟件豐富，不僅能采集靜止圖像，而且能采集音頻、視頻。
本發(fā)明使用的數(shù)碼相機(jī)需滿足a、相機(jī)能夠進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)采樣；b、可與筆記本電腦通過(guò)USB接口進(jìn)行高速通訊；c、分辨率優(yōu)于640*480，24位真彩色；d、快門(mén)速度小于1/128秒，以保證在稍有晃動(dòng)的情況下也能正常工作；e、支持通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，或提供編程接口。
奧美嘉公司生產(chǎn)的e拍3000+型數(shù)碼相機(jī)與本系統(tǒng)要求相吻合。
(3)GPS接收儀本發(fā)明的GPS接收儀采用導(dǎo)航型GPS OEM(GN77)板，它具有體積小，功耗低的特點(diǎn)，可由USB口提供電能，GPS OEM通過(guò)RS232串行口與筆記本電腦連接通訊，為系統(tǒng)提供GPS時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息。
(4)筆記本電腦具有USB接口的筆記本電腦。
2、圖像采集處理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)圖像采集處理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以WINDOWS 98、WINDOWSNT、WINDOWS 2000為平臺(tái)，以DELPHI 5為開(kāi)發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫(kù)采用Microsoft Access，電子地圖顯示與定位選擇美國(guó)ESRI公司的MAPOBJECT2.0控件(簡(jiǎn)稱MO2)。
程序采用多線程設(shè)計(jì)，分為GPS讀取與監(jiān)控線程、景觀監(jiān)測(cè)記錄線程和圖像采集線程。
GPS讀取與監(jiān)控線程，負(fù)責(zé)讀取GPS時(shí)間與經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)控GPS工作是否正常，防止發(fā)生因衛(wèi)星失鎖造成定位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的情況。監(jiān)控的原理是每3秒鐘讀不到衛(wèi)星數(shù)據(jù)，就認(rèn)為GPS工作不正常。
景觀監(jiān)測(cè)記錄線程負(fù)責(zé)記錄野外景觀情況，根據(jù)設(shè)定的景觀類型及相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)，進(jìn)行人機(jī)交互式的記錄。
圖像采集線程負(fù)責(zé)采集時(shí)間間隔的設(shè)定、圖像信息的采集、圖像的自動(dòng)命名、獲取的時(shí)間信息與經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的匹配、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的生成及圖像數(shù)據(jù)的入庫(kù)工作。
本發(fā)明由上述硬件和程序集成。數(shù)碼相機(jī)通過(guò)USB接口與筆記本電腦相連，由GPS天線與GPS OEM板組成的GPS接收儀通過(guò)RS232通訊接口與筆記本電腦相連，形成本發(fā)明的硬件系統(tǒng)。
本發(fā)明的軟件系統(tǒng)通過(guò)上述圖像采集處理系統(tǒng)程序?qū)嵤?，程序初始化RS232通訊接口，啟動(dòng)GPS接收儀，在筆記本電腦上設(shè)定數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔，GPS接收儀進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)程序?qū)PS接收儀進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。如果GPS接收儀工作正常，系統(tǒng)讀取其接收到的時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，寫(xiě)入到系統(tǒng)工作內(nèi)存；如果GPS接收儀工作不正常，則進(jìn)入報(bào)警系統(tǒng)，進(jìn)行查錯(cuò)、排錯(cuò)，重新初始化GPS接收儀。在GPS接收儀工作的同時(shí)，程序?qū)?shù)碼相機(jī)攝取的圖像信息通過(guò)USB高速接口寫(xiě)入筆記本電腦并以數(shù)字遞增的方式自動(dòng)命名，存入筆記本電腦的另一工作內(nèi)存并在筆記本電腦上顯示。程序?qū)⑸鲜龉ぷ鲀?nèi)存中的圖像信息、圖像名稱、GPS時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息進(jìn)行匹配，標(biāo)識(shí)于該圖像上并在筆記本電腦上顯示。這時(shí)，利用采集下一幀圖像的時(shí)間間隔，通過(guò)筆記本電腦鍵盤(pán)輸入該圖像所對(duì)應(yīng)的景觀類型標(biāo)識(shí)，并同筆記本電腦獲取的圖像信息、時(shí)間信息、圖像名稱、景觀類型標(biāo)識(shí)、經(jīng)緯坐標(biāo)信息作為一條記錄寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)該記錄生成后，程序清除筆記本電腦工作內(nèi)存，進(jìn)行下一幅圖像的采集和GPS信息接收。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)獲取時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)碼相機(jī)將獲取的圖像信息通過(guò)通用串行總線(universalserial bus，簡(jiǎn)稱USB)傳輸給筆記本電腦，對(duì)獲取的圖像筆記本電腦自動(dòng)按數(shù)字遞增的方法命名，并人工輸入景觀類型標(biāo)識(shí)；筆記本電腦通過(guò)RS232通訊接口同時(shí)接收全球定位系統(tǒng)(Global PositionSystem，簡(jiǎn)稱GPS)的時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息，將接收到的圖像信息、圖像名稱、景觀類型標(biāo)識(shí)、時(shí)間信息和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息自行進(jìn)行匹配，并生成一條記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，且可在屏幕上顯示匹配的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種能同時(shí)獲取時(shí)間和經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的景觀數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),該系統(tǒng)將數(shù)碼相機(jī)獲取的圖像信息通過(guò)USB傳輸給筆記本電腦,對(duì)獲取的圖像自動(dòng)命名,并輸入類型標(biāo)識(shí);筆記本電腦通過(guò)RS232通訊接口同時(shí)接收GPS的時(shí)間和坐標(biāo)信息,將接收到的圖像信息、圖像名稱、類型標(biāo)識(shí)、時(shí)間和坐標(biāo)信息自行匹配,并生成一條記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,且可在屏幕上顯示。本發(fā)明具有坐標(biāo)定位誤差小,操作方便、快捷、準(zhǔn)確,后處理工作周期短,適用于農(nóng)業(yè)、土地、環(huán)境與自然災(zāi)害等方面的調(diào)查與監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)的采集。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1353393SQ0113831
公開(kāi)日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2001年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者薛懷平, 吳勝軍 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所