組合式測地勘測儀器的點云輔助校準制造技術

5、在通常用于施工現場的另一眾所周知的例程中，tps必須參考相對參考系(例如施工項目)進行定位。標記(例如，壁上的鉛筆或粉筆記號(mark)，或地板上的網格線交點)可能不具有限定的絕對位置，但是它們是相對于施工項目限定的。tps可以相對于這些標記定位自己。代替標記，tps可以利用物理參考物，例如壁、柱、角落或任何方便的區分特征。

6、典型的tps還配備有gnss接收器。然而，在沒有適當支持基礎設施(例如，在參考位置處的基站)的情況下，gnss接收器的準確度不滿足測地準確度要求。因此，它們只能提供粗略位姿數據。此外，gnss接收器需要存在gnss信號，這使得它們不適合例如用于室內勘測任務。

7、當代tps還可以配備有一組無線模塊，該組無線模塊使得這些tps能夠與不同類型的外部單元通信。外部單元的非排他性列表包括另一勘測儀器、手持數據獲取設備、現場計算機或云服務。特別是，tps可以經由無線模塊接收環境的數字模型。ep?3779?359公開了一種包括用于接收環境的數字模型的接口的儀器和一種使儀器參考數字模型的方法。

8、為了捕獲關于場景(setting)的地形信息，特別是對象(特別是建筑物或施工現場)的表面，通常利用掃描方法。地形通常由連續點云表示。用于掃描表面的常見方法是利用掃描儀器或模塊，特別是激光掃描儀。掃描儀器或模塊利用掃描束(特別是激光束)掃描對象的表面，并且通過將所測量的距離信息與掃描束的發射角度組合來生成地形。由此，“點云測量功能”被理解為可以提供表示場景的連續點云的硬件和軟件組件的集合。點云測量功能的一部分(特別是掃描束的發射和檢測)可以由具有集成元件的不同組件提供。這樣的組件在此將被稱為“點云測量模塊”。提供點云測量功能和單點測量功能兩者的一部分的不同集成組件在此處將被稱為“公共測量單元”。作為示例，激光掃描儀在此處被呈現為包括點云測量功能的通用模塊或儀器。可以相應地應用其它類型的點云測量模塊或儀器(特別是飛行時間攝像頭)的具體功能。

9、激光掃描儀及其利用方法在現有技術中是已知的，并且例如在wo?97/40342中公開。通常通過利用適當的光學元件(例如快速旋轉反射鏡)偏轉光束來執行掃描。激光掃描儀的一種典型利用是使它們以固定方式安裝(包括至少一個另外的機動軸)以改變、測量和記錄兩個自由度上的發射角度。

10、將“標準tps”(其可以遞送高單點準確度)與專用點云測量功能(特別是激光掃描儀，其可以遞送高點到點分辨率)相組合的益處已經被認識到并且在現有技術中是已知的。wo2013/113759a1或ep?3495?769b1公開了具有單點測量功能和點云測量功能的tps。激光掃描儀可以作為與tps分開的模塊來布置。然而，點云測量功能和單點測量功能可以利用公共光軸，特別是它們還可以包括公共硬件元件。

11、附加地或另選地，還可以通過從靜止位置和從自由手部位置兩者測量多個參考點和/或通過使用圖像處理技術(諸如像sift(scale?invariant?feature?transformation，尺度不變特征變換)、surf(speeded?up?robust?features，加速魯棒特征)、fast(featuresfrom?accelerated?segment?test，來自加速段測試的特征)、brief(robust?independentelementary?features，魯棒獨立基本特征)或orb(oriented?fast?and?rotated?brief，定向fast和旋轉brief))的基于2d或3d圖像的路徑推導來提供3d點云。

12、對于具有點云測量功能的tps，典型的勘測任務包括提供表示場景的點云。通常，對點云的參考也是必要的。這種參考在現有技術中是手動進行的。

技術實現思路

1、本專利技術的目的

2、鑒于上述情況，本專利技術的目的是提供一種包括單點測量功能和點云測量功能的勘測儀器的自動參考，而無需手動瞄準和測量參考標記。

3、本專利技術涉及一種勘測儀器，特別是tps、視距儀、經緯儀、激光跟蹤器或室內定位系統，該勘測儀器包括單點測量功能、點云測量功能、通信接口和計算單元。

4、點云測量功能具有第一測量軸線并且被配置為沿著第一測量軸線發射掃描束。掃描束可以是激光束、特別是脈沖激光束。作為示例，脈沖激光束在此將表示通用掃描束。可以相應地應用其它類型的掃描束的特定特征。掃描束可以包括扇形形狀、圓錐形或任何合適的另選幾何形狀的多個單個激光束。第一測量軸線可以針對多個單個光束中的每一者分別地定義，另選地，第一測量軸線可以是表示多個單個激光束的集合的軸線。出于簡潔和透明的原因，將更詳細地僅描述基于單個脈沖激光束沿著第一測量軸線的發射的點云測量功能。然而，本專利技術不限于這些情況，并且可以應用于任何掃描束幾何形狀。另外地，點云數據可以基于成像方法來提供，特別是通過從本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種勘測儀器(4)，所述勘測儀器包括單點測量功能、點云測量功能、通信接口(81、82)和計算單元(30)，其中

2.根據權利要求1所述的勘測儀器(4)，所述勘測儀器還包括：

3.根據權利要求2所述的勘測儀器(4)，其中，所述單點測量功能和所述點云測量功能利用公共激光二極管。

4.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(4)，其中，所述定位功能還包括：

5.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(4)，其中，所述點云測量功能被配置為識別所述場景(2)中的回射目標(141)，特別是通過分析反射的所述掃描束(21)來識別所述場景(2)中的回射目標(141)。

6.根據權利要求5所述的勘測儀器(4)，其中

7.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(4)，其中

8.根據前述權利要求中任一項所述的勘測儀器(4)，其中

9.一種對測地勘測儀器(4)進行定位的方法，所述測地勘測儀器特別是根據權利要求1至8中任一項所述的勘測儀器(4)，所述方法包括：

10.根據權利要求9所述的方法，所述方法還包括：

11.根據權利要求10所述的方法，其中

12.根據權利要求10或11所述的方法，其中，尋找所述點云數據中的所識別的基本特征(140-146)與所述模型數據中的相應基本特征(240、241、244、246)之間的對應關系由匹配算法來提供，其中，所述匹配算法被配置為通過機器學習來訓練，以基于對凈匹配索引的評估來將所述點云數據中的所識別的基本特征(140-146)與所述模型數據中的相應基本特征(240、241、244、246)相關聯，其中，所述凈匹配索引基于所述本地匹配索引。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述機器學習還包括：

14.根據權利要求12至13中任一項所述的方法，其中，所述機器學習還包括驗證測量，其中，所述驗證測量包括以下步驟：

15.一種用于勘測系統的計算機程序產品，所述計算機程序產品在由根據權利要求1至8中任一項所述的勘測儀器(4)的計算單元(30)執行時使得自動執行根據權利要求9至14中任一項所述的方法的計算步驟。