【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及視覺測量，尤其涉及一種用于自主標識的靶標、靶燈、成像裝置、編碼裝置及方法。
技術介紹
1、利用攝影測量技術進行視覺定位時，需在測量范圍內布設外部參考靶標，并將相機影像上的靶標與現實空間中的靶標進行對應，以建立視覺系統的控制場。目前的參考靶標多與相機保持相對靜止，通過在相機采集的影像中進行預先判識標記，各種靶標的身份標簽并未包含在影像內秉屬性中，其初始化標記主要通過人工確認、空間位置解析等方法實現，對于小規模場景，相機靜態，靶標數量少的情況下適用。但是對于大規模集群相機與多靶標場景（如圖1所示），相機為動態集群作業，對相機逐臺進行靶標初始化則難度較大，各臺相機識別的靶標數量大難以區分（如圖2所示），任意相機位置動態切換時靶標識別難度較大（如圖3所示）。綜上，有必要開發一種能適應大場景，滿足集群動態相機識別的靶標及自主標識技術，將靶標身份信息內秉于影像屬性中，以提升視覺定位的精度和效率。
2、為了實現上述愿景，需要在空間中布設若干已知坐標的靶標，通過識別影像上的靶標并賦予相應已知坐標，來確定相機的外方元素（指相機在空間中的3個空間坐標及3個旋轉姿態），但影像中的靶標不止一個，因此需要對靶標進行編號，然后對每張影像上的靶標進行識別，并將識別的靶標與編號進行一一對應。
3、目前計算機圖形技術可以從背景影像中識別出靶標，但是難以將識別靶標與其編號進行對應（即靶標坐標的初始化賦值），常通過人工進行初始化完成。當靶標跨越的影像數量較多時，該方法效率較低。當有即時計算需求時，相機拍攝的影像往往為二值化影像，
4、在實現靶標身份標簽包含在影像內秉屬性的基礎上，需要相機在拍攝瞬間同時捕獲同一空間位置發出的不同波長的光源，并生成數張無視差的影像，通過影像疊加從而獲得靶標編號信息。這就需要相機能獲取同一靶標在同一時刻、不同波長、強度相等、無視差的影像。不同波長的影像可通過光學濾鏡來解決，目前比較成熟；但對于同一對象、同一時刻、強度相等、無視差影像的獲取，目前主要采用的方法如下：
5、方法一：采用多鏡頭多濾鏡相機
6、該方法可以實現同時捕獲同一靶標發出的不同波長的光源。但由于是多臺相機同時取景，每臺相機分布的空間位置無法做到完全一致（如圖4所示），拍攝影像的視差無法消除（如圖5所示），多波段影像疊片后，靶標的影像無法重合，難以實現靶標的自標識。
7、方法二：單鏡頭多濾鏡相機
8、該方法通過在鏡頭內置自動切換濾鏡的裝置，可以在不同的時間捕獲同一靶標發出的不同波長的光源（如圖6所示）。由于濾鏡的切換需要時間，相機需要在濾鏡切換完成后才能成像，因此在數次切換濾鏡的過程中，靶標或者相機或已發生微小擾動。因此其拍攝到的各種波長影像，記錄的并非同一時刻靶標的位置，因為相機或者靶標的擾動，會導致靶標的影像無法重合，亦難以實現靶標的自標識（如圖7所示）。
9、方法三：光學分像裝置
10、實現前述靶標的成像功能其關鍵在于影像的分像，目前主要依靠光學方法進行，其利用分光鏡可將同一光束分解后進行成像，但存在以下局限：一是目前分光鏡分像僅是簡單的影像分像，并未具備多波段光源濾波功能，難以實現同位多波光源的同步成像。二是未提出嚴格控制影像視差的裝置和方法，難以保證多個影像的同步聚焦和等大，從而導致影像間存在視差或失焦。三是當相機與光源的位置不特定時（實驗室內一般為水平光束，現實中光源為多束且發散），經分光鏡分光后的光線，每束光入射角均不相同，經多次折射和反射后，無法保證各個分像影像光強保持一致，導致影像出現過曝或者欠曝的情況。由于以上三點局限，其生成的影像存在缺失細節、視差等問題（如圖8所示），均會導致多波段影像疊加時影像無法重合，難以實現靶標的自標識。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種用于自主標識的靶標、靶燈、成像裝置、編碼裝置及方法，用以解決現有視覺測量技術中對大量相機逐臺進行靶標的初始化標識難度較大的技術問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種用于影像自主標識的靶標，包括靶桿、靶座和靶燈，所述靶桿的一端可調整地安裝于所述靶座上，所述靶燈裝設于靶桿上，并可在靶桿的前后兩面上展示燈光。
3、作為上述技術方案的進一步改進：
4、所述靶座設有底架，所述底架兩端分別設有一組安裝固定組件，所述安裝固定組件包括固定緊固件和一對調平螺栓，所述靶座上設有用于安裝固定緊固件的安裝通孔，以及分設于所述安裝通孔兩側用于安裝一對調平螺栓的調平螺孔。
5、所述調平螺栓的底部為球形。
6、所述底架上設有圓弧導槽，所述靶桿與靶座鉸接，且鉸接點位于所述圓弧導槽的圓心處，所述圓弧導槽上滑設有鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘與靶桿配合用于將靶桿固定在指定位置。
7、所述靶燈設有三個，三個靶燈沿所述靶桿均勻間隔布置，且三個靶燈在前后兩面上展示的燈光同向相同，異向不同。
8、所述靶桿的表面設有低反射率啞光涂層。
9、一種用于如上所述用于影像自主標識的靶標的靶燈，包括后散射罩、后雙曲面反射腔、反射錐、燈珠、前雙曲面反射腔和前散射罩，所述后雙曲面反射腔與前雙曲面反射腔對接并將所述反射錐夾持固定于內部，所述燈珠設有多個，且于所述反射錐的前后兩側分散布置，所述前散射罩裝設于前雙曲面反射腔前端，所述后散射罩裝設于后雙曲面反射腔后端。
10、作為上述技術方案的進一步改進：
11、所述前散射罩或后散射罩的中央開設遮光孔，所述反射錐的一端設有遮光筒，所述遮光筒套設于遮光孔內。
12、所述燈珠包括多種不同波長的led燈珠，所述反射錐前后兩側均設有多種不同波長的led燈珠，位于反射錐同側的所述多種不同波長的led燈珠交錯布置。
13、所述反射錐前后兩側的燈珠交錯布置。
14、所述反射錐前后兩側的燈珠的光心位于同一平面上。
15、所述后雙曲面反射腔、前雙曲面反射腔和反射錐同軸布置。
16、一種將如上所述用于影像自主標識的靶標固定于不平整表面的固定方法，包括以下步驟：
17、s1：預安裝，將固定緊固件穿過靶座上的安裝通孔并打入所述不平整表面，并使固定緊固件不完全壓緊靶座。
18、s2：調平，在各調平螺孔中旋入調平螺栓，使各調平螺栓底部的球形部位與不平整表面接觸相抵，調節各調平螺栓的旋入深度，使靶座的姿態趨向目標安裝姿態。
19、s3：固定，當靶座到達目標安裝姿態后，擰緊固定緊固件，使靶座被完全固定，完成靶標于不平整表面的固定安裝。
20、一種等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，包括鏡頭和機架，所述鏡頭裝設于機架上，所述機架內設有分光通道和多組成像組件，所述分光通道將從鏡頭入射的光線經多級分光與反射形成等強光線傳送至各組成像組件，所述成像組件包括聚焦透鏡、成像傳感器和用于使特定波長光束通過的波段濾鏡。
21、作為上述技術方案的進一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于影像自主標識的靶標，其特征在于，包括靶桿（100）、靶座（300）和靶燈（200），所述靶桿（100）的一端可調整地安裝于所述靶座（300）上，所述靶燈（200）裝設于靶桿（100）上，并可在靶桿（100）的前后兩面上展示燈光。
2.根據權利要求1所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶座（300）設有底架（303），所述底架（303）兩端分別設有一組安裝固定組件，所述安裝固定組件包括固定緊固件（3031）和一對調平螺栓（3032），所述靶座（300）上設有用于安裝固定緊固件（3031）的安裝通孔（3033），以及分設于所述安裝通孔（3033）兩側用于安裝一對調平螺栓（3032）的調平螺孔（3034）。
3.根據權利要求2所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述調平螺栓（3032）的底部為球形。
4.根據權利要求3所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述底架（303）上設有圓弧導槽（301），所述靶桿（100）與靶座（300）鉸接，且鉸接點位于所述圓弧導槽（301）的圓心處，所述圓弧導槽（301）上滑設有鎖緊螺釘
5.根據權利要求1至4中任一項所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶燈（200）設有三個，三個靶燈（200）沿所述靶桿（100）均勻間隔布置，且三個靶燈（200）在前后兩面上展示的燈光同向相同，異向不同。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶桿（100）的表面設有低反射率啞光涂層。
7.一種用于如權利要求1至6任一項所述用于影像自主標識的靶標的靶燈（200），其特征在于，包括后散射罩（201）、后雙曲面反射腔（202）、反射錐（203）、燈珠（204）、前雙曲面反射腔（205）和前散射罩（206），所述后雙曲面反射腔（202）與前雙曲面反射腔（205）對接并將所述反射錐（203）夾持固定于內部，所述燈珠（204）設有多個，且于所述反射錐（203）的前后兩側分散布置，所述前散射罩（206）裝設于前雙曲面反射腔（205）前端，所述后散射罩（201）裝設于后雙曲面反射腔（202）后端。
8.根據權利要求7所述的靶燈（200），其特征在于，所述前散射罩（206）或后散射罩（201）的中央開設遮光孔，所述反射錐（203）的一端設有遮光筒（207），所述遮光筒（207）套設于遮光孔內。
9.根據權利要求8所述的靶燈（200），其特征在于，所述燈珠（204）包括多種不同波長的LED燈珠，所述反射錐（203）前后兩側均設有多種不同波長的LED燈珠，位于反射錐（203）同側的所述多種不同波長的LED燈珠交錯布置。
10.根據權利要求9所述的靶燈（200），其特征在于，所述反射錐（203）前后兩側的燈珠（204）交錯布置。
11.根據權利要求10所述的靶燈（200），其特征在于，所述反射錐（203）前后兩側的燈珠（204）的光心位于同一平面上。
12.根據權利要求11所述的靶燈（200），其特征在于，所述后雙曲面反射腔（202）、前雙曲面反射腔（205）和反射錐（203）同軸布置。
13.一種將如權利要求1至6任一項所述用于影像自主標識的靶標固定于不平整表面的固定方法，其特征在于，包括以下步驟：
14.一種等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于，包括鏡頭（400）和機架（500），所述鏡頭（400）裝設于機架（500）上，所述機架（500）內設有分光通道（501）和多組成像組件（502），所述分光通道（501）將從鏡頭（400）入射的光線經多級分光與反射形成等強光線傳送至各組成像組件（502），所述成像組件（502）包括聚焦透鏡（5021）、成像傳感器（5023）和用于使特定波長光束通過的波段濾鏡（5022）。
15.根據權利要求14所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述成像組件（502）設有四組，分光通道（501）設有一件一級分光鏡（5011）和兩件二級分光鏡（5012），入射光線經一級分光鏡（5011）分散為兩束光線后，兩束光線分別經一件二級分光鏡（5012）再次分散為兩束光線，共形成四束光線分別傳射向四組成像組件（502）。
16.根據權利要求15所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述入射光線經一級分光鏡（5011）分散為第一束光線（L1）和第二束光線（L2），所述第一束光線（L1）經第一反光鏡（M1）反射后射向一件二級分光...
【技術特征摘要】
1.一種用于影像自主標識的靶標，其特征在于，包括靶桿（100）、靶座（300）和靶燈（200），所述靶桿（100）的一端可調整地安裝于所述靶座（300）上，所述靶燈（200）裝設于靶桿（100）上，并可在靶桿（100）的前后兩面上展示燈光。
2.根據權利要求1所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶座（300）設有底架（303），所述底架（303）兩端分別設有一組安裝固定組件，所述安裝固定組件包括固定緊固件（3031）和一對調平螺栓（3032），所述靶座（300）上設有用于安裝固定緊固件（3031）的安裝通孔（3033），以及分設于所述安裝通孔（3033）兩側用于安裝一對調平螺栓（3032）的調平螺孔（3034）。
3.根據權利要求2所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述調平螺栓（3032）的底部為球形。
4.根據權利要求3所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述底架（303）上設有圓弧導槽（301），所述靶桿（100）與靶座（300）鉸接，且鉸接點位于所述圓弧導槽（301）的圓心處，所述圓弧導槽（301）上滑設有鎖緊螺釘（302），所述鎖緊螺釘（302）與靶桿（100）配合用于將靶桿（100）固定在指定位置。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶燈（200）設有三個，三個靶燈（200）沿所述靶桿（100）均勻間隔布置，且三個靶燈（200）在前后兩面上展示的燈光同向相同，異向不同。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的用于影像自主標識的靶標，其特征在于，所述靶桿（100）的表面設有低反射率啞光涂層。
7.一種用于如權利要求1至6任一項所述用于影像自主標識的靶標的靶燈（200），其特征在于，包括后散射罩（201）、后雙曲面反射腔（202）、反射錐（203）、燈珠（204）、前雙曲面反射腔（205）和前散射罩（206），所述后雙曲面反射腔（202）與前雙曲面反射腔（205）對接并將所述反射錐（203）夾持固定于內部，所述燈珠（204）設有多個，且于所述反射錐（203）的前后兩側分散布置，所述前散射罩（206）裝設于前雙曲面反射腔（205）前端，所述后散射罩（201）裝設于后雙曲面反射腔（202）后端。
8.根據權利要求7所述的靶燈（200），其特征在于，所述前散射罩（206）或后散射罩（201）的中央開設遮光孔，所述反射錐（203）的一端設有遮光筒（207），所述遮光筒（207）套設于遮光孔內。
9.根據權利要求8所述的靶燈（200），其特征在于，所述燈珠（204）包括多種不同波長的led燈珠，所述反射錐（203）前后兩側均設有多種不同波長的led燈珠，位于反射錐（203）同側的所述多種不同波長的led燈珠交錯布置。
10.根據權利要求9所述的靶燈（200），其特征在于，所述反射錐（203）前后兩側的燈珠（204）交錯布置。
11.根據權利要求10所述的靶燈（200），其特征在于，所述反射錐（203）前后兩側的燈珠（204）的光心位于同一平面上。
12.根據權利要求11所述的靶燈（200），其特征在于，所述后雙曲面反射腔（202）、前雙曲面反射腔（205）和反射錐（203）同軸布置。
13.一種將如權利要求1至6任一項所述用于影像自主標識的靶標固定于不平整表面的固定方法，其特征在于，包括以下步驟：
14.一種等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于，包括鏡頭（400）和機架（500），所述鏡頭（400）裝設于機架（500）上，所述機架（500）內設有分光通道（501）和多組成像組件（502），所述分光通道（501）將從鏡頭（400）入射的光線經多級分光與反射形成等強光線傳送至各組成像組件（502），所述成像組件（502）包括聚焦透鏡（5021）、成像傳感器（5023）和用于使特定波長光束通過的波段濾鏡（5022）。
15.根據權利要求14所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述成像組件（502）設有四組，分光通道（501）設有一件一級分光鏡（5011）和兩件二級分光鏡（5012），入射光線經一級分光鏡（5011）分散為兩束光線后，兩束光線分別經一件二級分光鏡（5012）再次分散為兩束光線，共形成四束光線分別傳射向四組成像組件（502）。
16.根據權利要求15所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述入射光線經一級分光鏡（5011）分散為第一束光線（l1）和第二束光線（l2），所述第一束光線（l1）經第一反光鏡（m1）反射后射向一件二級分光鏡（5012），經該二級分光鏡（5012）分散為兩束光線后分別經第二反光鏡（m2）和第三反光鏡（m3）反射入對應的成像組件（502）；所述第二束光線（l2）直接射向另一件二級分光鏡（5012），經該二級分光鏡（5012）分散為兩束光線后，其中一束依次經第四反光鏡（m4）、第五反光鏡（m5）反射入對應的成像組件（502），另一束依次經第六反光鏡（m6）、第七反光鏡（m7）反射入對應的成像組件（502）。
17.根據權利要求16所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述二級分光鏡（5012）與成像組件（502）之間設有次級分光鏡（5013）和余光消納腔（5014）。
18.根據權利要求17所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述一級分光鏡（5011）、二級分光鏡（5012）和次級分光鏡（5013）平行布置。
19.根據權利要求18所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述第一反光鏡（m1）、第四反光鏡（m4）和第六反光鏡（m6）平行布置；所述第二反光鏡（m2）、第三反光鏡（m3）、第五反光鏡（m5）和第七反光鏡（m7）平行布置。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的等光強無視差同步分像及多波段成像裝置，其特征在于：所述機架（500）的外殼面內部設有隔...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張逆進，陳志，賈宏明，賈優秀，曾慧平，包燁明，陳謙，羅檢萍，鄭紅亮，
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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