【技術實現步驟摘要】
本專利技術主要涉及測量技術，具體為一種基于衛星定位的視覺動態基準裝置及控制場構建方法。
技術介紹
1、在衛星信號難以傳輸的封閉或半封閉空間內（例如隧道、豎井、地下廠房等工程應用場景），很難通過現有定位技術建立精準的、實時的有效定位控制場。
2、利用攝影測量技術進行視覺定位時，需要在視域內布設一定數量的已知空間坐標位置的靶標來建立視覺定位的控制場，而這些靶標的位置往往需要借助額外的測量儀器進行測定。當靶標位置發生變動時，則需要重新測定靶標空間位置。值得注意的是，由于外界環境因素的擾動，隨著時間推移，靶標位置可能發生微小變動，這種變動會引起視覺測量成果的不穩定，影響測量精度。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種基于衛星定位的視覺動態基準裝置及控制場構建方法，用以解決提升視覺定位精度和效率的技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于衛星定位的視覺動態基準裝置,包括基準軸、衛星信號接收組件、照準組件和標靶組件，所述照準組件和標靶組件均為可轉動地裝設于基準軸上，所述衛星信號接收組件裝設于基準軸上端。
3、所述基準軸包括軸套、軸桿和用于調節所述軸桿高度的調整機構，所述軸桿一端通過滑鍵止轉地插設于所述軸套內，所述軸桿的另一端伸出所述軸套外與所述調整機構連接，所述衛星信號接收組件裝設于軸桿的頂端。
4、所述調整機構包括調整撥輪、軌環和固封環，所述軸桿與所述調整機構連接的部分設有外螺紋，所述調整撥輪設有內螺紋，并與軸桿螺紋連接；所述軌
5、所述軸桿包括軸桿本體、連接螺套和連接螺桿，所述連接螺套固定連接于軸桿本體頂端，所述連接螺桿一端與連接螺套螺紋連接，另一端與所述衛星信號接收組件連接。
6、所述軸套底部設有用于封裝所述軸桿的軸套底蓋。
7、所述軸套底部設有調平底座，所述調平底座包括基準軸連接板、底座板和用于將所述基準軸連接板調整為水平的三點調平機構，所述基準軸連接板上設有與所述軸套底部配合的定位凸臺，所述定位凸臺上設有用于通過緊固件與所述軸套固定連接的螺紋孔，所述三點調平機構裝設于基準軸連接板與底座板之間。
8、所述衛星信號接收組件包括衛星天線和基站天線，所述基站天線裝設于所述衛星天線上，所述衛星天線底部設有用于與基準軸連接固定的螺紋孔。
9、所述衛星天線上設有天線平面中心標志和天線平面高程標志，所述天線平面中心標志刻劃于所述衛星天線的外殼頂面中央，并與所述衛星天線的內置天線中心在平面位置上重合，所述天線平面高程標志刻劃于所述衛星天線的外殼側面，并與所述衛星天線的內置天線中心所在高度上重合。
10、所述照準組件包括照準抱箍、照準搖臂和激光發生器，所述照準抱箍可轉動地連接在基準軸上，所述照準搖臂一端連接照準抱箍，另一端連接激光發生器。
11、所述照準組件還包括搖臂鎖定螺栓，所述搖臂鎖定螺栓裝設于照準抱箍上，其一端可穿過照準抱箍與基準軸相抵。
12、所述標靶組件包括標靶搖臂、標靶抱箍和兩個球靶，所述標靶抱箍可轉動地連接在基準軸上，所述標靶搖臂設有一對，且分別連接在所述標靶抱箍兩側，各標靶搖臂上裝設一球靶，所述球靶與標靶搖臂通過調整螺桿連接。
13、所述標靶搖臂與所述球靶連接的一端設為s形，且表面噴涂低反射率啞光涂層。
14、所述標靶組件還包括標靶鎖定螺栓，所述標靶鎖定螺栓裝設于標靶抱箍上，其一端可穿過標靶抱箍與基準軸相抵。
15、所述兩個球靶的中心連線與標靶抱箍的旋轉軸線垂直且共面。
16、所述球靶包括靶罩、燈芯和底蓋，所述靶罩設有底蓋連接口，所述底蓋裝設于底蓋連接口，所述燈芯設有燈芯連桿，所述燈芯置于靶罩內，并通過燈芯連桿與所述底蓋固定連接。
17、所述燈芯包括燈珠和由兩個半球蓋栓接構成的燈芯殼體，所述燈芯連桿與燈芯的殼體固定連接，并設有用于穿設導線的穿線孔，所述燈珠裝設于半球蓋上，并與所述導線電連接。
18、所述半球蓋上均勻分布有多個燈珠安裝孔，所述燈珠設有多個，各燈珠安裝孔裝設一件燈珠。
19、所述半球蓋的外表面為鏡面反射表面。
20、一種靶心空間坐標衛星測定方法，基于上述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，包括：
21、s1：布置所述裝置，使所述基準軸保持垂直。
22、s2：調整所述裝置，上下調整所述衛星信號接收組件，直至所述照準組件發出的激光與所述衛星信號接收組件的天線平面高程標志位于同一平面。
23、s3：啟動所述衛星信號接收組件，獲取所述衛星信號接收組件的位置空間坐標。
24、s4：計算靶心空間坐標，根據所述衛星信號接收組件的位置空間坐標計算得到所述標靶組件的靶心空間坐標。
25、所述s4包括：
26、獲取得到所述衛星信號接收組件的位置坐標為（ xs ，ys ，zs），則所述標靶組件的靶心空間坐標為（ xt ，yt ，zt）：
27、
28、其中， h表示所述天線平面高程標志與所述標靶組件旋轉中心之間的相對高度。
29、一種靶心像平面坐標的視覺測定方法，基于上述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，包括：
30、t1：獲取標靶組件圖像，旋轉所述標靶組件，并在所述標靶組件位于不同角度時拍攝至少兩張所述標靶組件的圖像。
31、t2：將同一圖像中所述球靶的圓心進行連線，并獲取圓心的像平面坐標。
32、t3：將所有圖像按像平面坐標系進行疊合，得到所有圓心及連線在同一像平面坐標系的疊合圖像。
33、t4：根據所述疊合圖像得到連線交點坐標，根據所述連線交點坐標得到靶心像平面坐標。
34、所述t2包括：
35、通過邊界算法對所述標靶組件的圖像進行識別，獲取圖像中的圓形邊界。
36、根據所述圓形邊界恢復圖像中所述球靶的圓心。
37、將同一圖像中所述球靶的圓心進行連線。
38、所述t4包括：
39、當所有連線相交于同一交點，所述交點即為所述標靶組件的旋轉中心的影像位置，則所述交點的坐標即為所述靶心像平面坐標。
40、所述t4包括：
41、情形一：當存在兩條連線時，兩條連線存在一個交點，根據兩條連線上四個圓心的像平面坐標得到交點的像平面坐標，所述交點的像平面坐標即為靶心像平面坐標。
42、情形二：當存在三條以上連線且連線之間存在三個以上交點時，首先根據連線上所本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：包括基準軸（1）、衛星信號接收組件（2）、照準組件（3）和標靶組件（4），所述照準組件（3）和標靶組件（4）均為可轉動地裝設于基準軸（1）上，所述衛星信號接收組件（2）裝設于基準軸（1）上端。
2.根據權利要求1所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述基準軸（1）包括軸套（11）、軸桿（12）和用于調節所述軸桿（12）高度的調整機構（13），所述軸桿（12）一端通過滑鍵止轉地插設于所述軸套（11）內，所述軸桿（12）的另一端伸出所述軸套（11）外與所述調整機構（13）連接，所述衛星信號接收組件（2）裝設于軸桿（12）的頂端。
3.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述調整機構（13）包括調整撥輪（131）、軌環（132）和固封環（133），所述軸桿（12）與所述調整機構（13）連接的部分設有外螺紋，所述調整撥輪（131）設有內螺紋，并與軸桿（12）螺紋連接；所述軌環（132）墊設于所述調整撥輪（131）下方，并與所述調整撥輪（131）固定連接；所述固封環（133）與
4.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸桿（12）包括軸桿本體（120）、連接螺套（121）和連接螺桿（122），所述連接螺套（121）固定連接于軸桿本體（120）頂端，所述連接螺桿（122）一端與連接螺套（121）螺紋連接，另一端與所述衛星信號接收組件（2）連接。
5.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸套（11）底部設有用于封裝所述軸桿（12）的軸套底蓋（111）。
6.根據權利要求5所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸套（11）底部設有調平底座（14），所述調平底座（14）包括基準軸連接板（141）、底座板（142）和用于將所述基準軸連接板（141）調整為水平的三點調平機構（143），所述基準軸連接板（141）上設有與所述軸套（11）底部配合的定位凸臺（1411），所述定位凸臺（1411）上設有用于通過緊固件與所述軸套（11）固定連接的螺紋孔，所述三點調平機構（143）裝設于基準軸連接板（141）與底座板（142）之間。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述衛星信號接收組件（2）包括衛星天線（21）和基站天線（22），所述基站天線（22）裝設于所述衛星天線（21）上，所述衛星天線（21）底部設有用于與基準軸（1）連接固定的螺紋孔。
8.根據權利要求7所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述衛星天線（21）上設有天線平面中心標志（211）和天線平面高程標志（212），所述天線平面中心標志（211）刻劃于所述衛星天線（21）的外殼頂面中央，并與所述衛星天線（21）的內置天線中心在平面位置上重合，所述天線平面高程標志（212）刻劃于所述衛星天線（21）的外殼側面，并與所述衛星天線（21）的內置天線中心所在高度上重合。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述照準組件（3）包括照準抱箍（31）、照準搖臂（32）和激光發生器（33），所述照準抱箍（31）可轉動地連接在基準軸（1）上，所述照準搖臂（32）一端連接照準抱箍（31），另一端連接激光發生器（33）。
10.根據權利要求9所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述照準組件（3）還包括搖臂鎖定螺栓（34），所述搖臂鎖定螺栓（34）裝設于照準抱箍（31）上，其一端可穿過照準抱箍（31）與基準軸（1）相抵。
11.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶組件（4）包括標靶搖臂（41）、標靶抱箍（42）和兩個球靶（43），所述標靶抱箍（42）可轉動地連接在基準軸（1）上，所述標靶搖臂（41）設有一對，且分別連接在所述標靶抱箍（42）兩側，各標靶搖臂（41）上裝設一球靶（43），所述球靶（43）與標靶搖臂（41）通過調整螺桿（45）連接。
12.根據權利要求11所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶搖臂（41）與所述球靶（43）連接的一端設為S形，且表面噴涂低反射率啞光涂層。
13.根據權利要求12所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶組件（4）還包括標靶鎖定螺栓（44），所述標靶鎖定螺栓...
【技術特征摘要】
1.基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：包括基準軸（1）、衛星信號接收組件（2）、照準組件（3）和標靶組件（4），所述照準組件（3）和標靶組件（4）均為可轉動地裝設于基準軸（1）上，所述衛星信號接收組件（2）裝設于基準軸（1）上端。
2.根據權利要求1所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述基準軸（1）包括軸套（11）、軸桿（12）和用于調節所述軸桿（12）高度的調整機構（13），所述軸桿（12）一端通過滑鍵止轉地插設于所述軸套（11）內，所述軸桿（12）的另一端伸出所述軸套（11）外與所述調整機構（13）連接，所述衛星信號接收組件（2）裝設于軸桿（12）的頂端。
3.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述調整機構（13）包括調整撥輪（131）、軌環（132）和固封環（133），所述軸桿（12）與所述調整機構（13）連接的部分設有外螺紋，所述調整撥輪（131）設有內螺紋，并與軸桿（12）螺紋連接；所述軌環（132）墊設于所述調整撥輪（131）下方，并與所述調整撥輪（131）固定連接；所述固封環（133）與所述軸套（11）頂部連接，并與軸套（11）之間形成環形軌道；所述軌環（132）設有滑設于所述環形軌道內的延伸部。
4.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸桿（12）包括軸桿本體（120）、連接螺套（121）和連接螺桿（122），所述連接螺套（121）固定連接于軸桿本體（120）頂端，所述連接螺桿（122）一端與連接螺套（121）螺紋連接，另一端與所述衛星信號接收組件（2）連接。
5.根據權利要求2所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸套（11）底部設有用于封裝所述軸桿（12）的軸套底蓋（111）。
6.根據權利要求5所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述軸套（11）底部設有調平底座（14），所述調平底座（14）包括基準軸連接板（141）、底座板（142）和用于將所述基準軸連接板（141）調整為水平的三點調平機構（143），所述基準軸連接板（141）上設有與所述軸套（11）底部配合的定位凸臺（1411），所述定位凸臺（1411）上設有用于通過緊固件與所述軸套（11）固定連接的螺紋孔，所述三點調平機構（143）裝設于基準軸連接板（141）與底座板（142）之間。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述衛星信號接收組件（2）包括衛星天線（21）和基站天線（22），所述基站天線（22）裝設于所述衛星天線（21）上，所述衛星天線（21）底部設有用于與基準軸（1）連接固定的螺紋孔。
8.根據權利要求7所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述衛星天線（21）上設有天線平面中心標志（211）和天線平面高程標志（212），所述天線平面中心標志（211）刻劃于所述衛星天線（21）的外殼頂面中央，并與所述衛星天線（21）的內置天線中心在平面位置上重合，所述天線平面高程標志（212）刻劃于所述衛星天線（21）的外殼側面，并與所述衛星天線（21）的內置天線中心所在高度上重合。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述照準組件（3）包括照準抱箍（31）、照準搖臂（32）和激光發生器（33），所述照準抱箍（31）可轉動地連接在基準軸（1）上，所述照準搖臂（32）一端連接照準抱箍（31），另一端連接激光發生器（33）。
10.根據權利要求9所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述照準組件（3）還包括搖臂鎖定螺栓（34），所述搖臂鎖定螺栓（34）裝設于照準抱箍（31）上，其一端可穿過照準抱箍（31）與基準軸（1）相抵。
11.根據權利要求1至6中任一項所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶組件（4）包括標靶搖臂（41）、標靶抱箍（42）和兩個球靶（43），所述標靶抱箍（42）可轉動地連接在基準軸（1）上，所述標靶搖臂（41）設有一對，且分別連接在所述標靶抱箍（42）兩側，各標靶搖臂（41）上裝設一球靶（43），所述球靶（43）與標靶搖臂（41）通過調整螺桿（45）連接。
12.根據權利要求11所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶搖臂（41）與所述球靶（43）連接的一端設為s形，且表面噴涂低反射率啞光涂層。
13.根據權利要求12所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述標靶組件（4）還包括標靶鎖定螺栓（44），所述標靶鎖定螺栓（44）裝設于標靶抱箍（42）上，其一端可穿過標靶抱箍（42）與基準軸（1）相抵。
14.根據權利要求13所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述兩個球靶（43）的中心連線與標靶抱箍（42）的旋轉軸線垂直且共面。
15.根據權利要求14所述的基于衛星定位的視覺動態基準裝置，其特征在于：所述球靶（43）包括靶罩（431）、燈芯（432）和底蓋（433），所述靶罩（431）設有底蓋連接口（4311），所述底蓋（433）裝設于底蓋連接口（4311），所述燈芯（432）設有燈芯連桿（4321），所述燈芯（432）置于靶罩（431）內，并通過燈芯連桿（4321）與所述底蓋（433）固定連接。
16.根據權利要求15所述的基于衛星定位的視覺動態基準...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張逆進，陳志，賈宏明，曾慧平，賈優秀，羅檢萍，包燁明，姚勝泉，周彥平，
申請(專利權)人：中鐵十二局集團第七工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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