CN114322950B - 一种伺服全站仪及棱镜自动照准方法、装置、存储介质 - Google Patents
一种伺服全站仪及棱镜自动照准方法、装置、存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法，应用于伺服全站仪的自动照准，通过对伺服全站仪的摄像头进行参数设置，使得对棱镜返回的激光信号的接收强度达到最强，同时解决摄像头缓存造成的延迟问题；通过图像计算得出光斑中心坐标，并将光斑中心坐标与***标定坐标进行对比，以驱动控制伺服全站仪的转动，使得图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，实现棱镜的自动照准。本发明还大大提高棱镜自动照准的效率。本发明还公开了一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置、存储介质及伺服全站仪。
Description
技术领域
本发明涉及伺服全站仪，尤其涉及一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法、伺服全站仪、装置及存储介质。
背景技术
现有的伺服全站仪自动照准，一般是通过采集图像中是否有棱镜存在。在判断是否有棱镜存在时，一般是通过开激光与关断激光时的两张图片计算得到。但是，这种方式由于摄像头本身存在缓存可能会造成延迟，会降低采集棱镜返回光斑信息的效率；同时存在效率低下等问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法，其能够解决现有技术中伺服全站仪的棱镜自动照准效率低下等问题。
本发明的目的之二在于提供一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置，其能够解决现有技术中伺服全站仪的棱镜自动照准效率低下等问题。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质，其能够解决现有技术中伺服全站仪的棱镜自动照准效率低下等问题。
本发明的目的之四在于提供一种伺服全站仪，其能够解决现有技术中伺服全站仪的棱镜自动照准效率低下等问题。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法，所述伺服全站仪包括安装支架以及设于安装支架上的主控制设备、摄像头、激光发射仪、电机；其中，电机与主控制器电性连接，用于驱动伺服全站仪转动，进而带动所述摄像头、激光发射仪的转动；所述激光发射仪，用于向棱镜发射激光信号；所述摄像头，用于接收所述棱镜反射回的激光信号并形成图像；所述棱镜自动照准方法包括以下步骤：
参数设置步骤：通过主控制设备将所述摄像头的绿色通道值和蓝色通道值设为最低值，将红色通道值设为最高值；并且将所述摄像头拍摄的图像背景设为黑色；
激光发射步骤：通过主控制设备控制所述激光发射仪向所述棱镜发射激光信号，以及通过主控制器设备获取所述摄像头根据所述棱镜反射回的激光信号所形成的图像；
自动照准步骤：通过主控制设备根据所述图像计算得出光斑中心坐标，并根据所述光斑中心坐标与***标定坐标通过主控制设备控制所述电机带动伺服全站仪进行转动，实现棱镜自动照准。
进一步地，所述自动照准步骤具体包括：
中心坐标计算步骤：通过主控制设备获取所述摄像头发送的图像，并根据所述图像计算得出光斑中心坐标；
判断步骤：判断所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标是否一致，若是，则完成自动照准；若否，则通过主控制设备驱动电机带动伺服全站仪进行转动，然后执行激光发射步骤；直到所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，完成自动照准。
进一步地，所述判断步骤中当所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度小于预设值时，则图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致；反之，不一致。
进一步地，所述判断步骤中图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度的计算过程具体为：根据所述图像的光斑中心坐标和***标定坐标计算得出二者之间的偏差像素，然后根据二者之间的偏差像素计算得出图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度；其中，偏差角度＝偏差像素＊7.5角/秒。
进一步地，所述中心坐标计算步骤具体为：通过主控制设备对获取到的图像进行预处理，并获取图像中亮度值为255的所有像素点，然后对所有像素点求取中心坐标以得出所述图像的光斑中心坐标。
进一步地，所述激光信号为近红外激光信号。
进一步地，所述激光信号的发散角为伺服全站仪的目镜视场角度，并且所述激光信号与所述伺服全站仪同轴。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序为棱镜自动照准程序，所述处理器执行所述棱镜自动照准程序时实现如本发明的目的之一采用的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法的步骤。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序为棱镜自动照准程序，所述棱镜自动照准程序用于执行如本发明的目的之一采用的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法的步骤。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种伺服全站仪，所述伺服全站仪用于执行如本发明的目的之一采用的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过设置伺服全站仪的摄像头的参数，使其接收棱镜返回的激光信号达到最强，可解决现有的摄像头本身的图像缓存造成的延迟的问题，提高采集棱镜返回光斑信息的效率；同时将摄像头拍摄的图像背景设为黑色，可使得拍摄的棱镜返回的激光所形成的图像中光斑更为清晰，彻底消除背景杂光，以便后续的计算更为准确；本发明还通过棱镜返回的图像中的光斑中心坐标与标定坐标来判断是否一致，以控制伺服全站仪的转动，实现自动照准功能，大大提高棱镜照准的效率。
附图说明
图1为本发明提供的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法流程图；
图2为图1中的步骤S4的具体流程图；
图3为本发明提供的一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置模块图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明提供一种优选的实施例，一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法，如图1和图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1、参数设置。
一般来说，伺服全站仪包括安装支架以及安装支架上的主控制设备、摄像头、激光发射仪和电机。其中，主控制器设备与电机电性连接，用于驱动伺服全站仪的转动。
摄像头、激光发射仪均设于安装支架上，并与主控制设备电性连接。激光发射仪，用于向棱镜发射激光信号。当棱镜接收到激光信号后会对激光信号发生反射。摄像头，用于接收所述激光信号反射会的信号并形成图像。
主控制设备接收到摄像头发送的图像后，根据图像来判断棱镜是否在图像中。
另外，为了保证信号接收的强度，本实施例通过对摄像头的参数进行设置。具体地，由于本实施例所采用的激光信号为近红外激光信号，通过将摄像头的绿色通道值和蓝色通道值设为最低值，将红色通道值设为最高值，使得摄像头对于棱镜返回的激光信号的接收能力达到最强。比如，可通过修改摄像头内的寄存器的值来设置摄像头对于红色通道、蓝色通道以及绿色通道的感光效率。
优选地，本实施例还将摄像头拍摄的图像的背景色设为黑色，使得摄像头采集到的图像的背景足够暗，这样，棱镜返回的激光信号所形成的图像中光斑足够清晰，以提高后续图像处理的精度，从而可避免由于摄像头缓存造成的延迟的问题，提高棱镜返回光斑信息的效率。在自然光环境下，由于摄像头的绿色通道值和蓝色通道值均为最低，则对自然光中的蓝色波段和红外波段的光并不敏感，使得摄像头拍摄得出的图像的背景均为黑色。另外，本申请通过这种参数设置，还可提高图像处理速率、延迟更低，能够使得后续快速获取图像中的光斑中心坐标。
步骤S2、通过主控制设备控制所述激光发射仪向所述棱镜发射激光信号。
优选地，本发明中的激光发射仪所发射的激光信号为近红外激光信号。具体地，近红外激光信号可以为785近红外激光信号或850近红外激光信号。比如785近红外激光信号的大气穿透性强，受可见光影响较小。同时，785激光仪的制作成本低，本实施例中的激光发射仪采用785激光发射仪。也即，近红外激光信号为红外线波段的激光信号。
优选地，在发射近红外激光信号时，将激光发射仪的发散角等于伺服全站仪的目镜视场角度，并且使得激光发射仪与伺服全站仪同轴设置。
步骤S3、通过主控制器设备获取所述摄像头根据所述棱镜反射回的激光信号所形成的图像。
步骤S4、通过主控制设备根据所述图像计算得出光斑中心坐标，并根据所述光斑中心坐标与***标定坐标通过主控制设备控制所述电机带动伺服全站仪进行转动，实现棱镜自动照准。
优选地，步骤S4具体还包括：
步骤S41、通过主控制设备获取所述摄像头发送的图像，并根据所述图像计算得出光斑中心坐标。
步骤S42、判断所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标是否一致，若是，则停止自动照准；若否，则执行步骤S43；若是，则完成自动照准。
优选地，步骤S42中当图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度小于预设值时，则图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致。
其中，偏差角度的计算是首先通过根据所述图像的光斑中心坐标和***标定坐标计算得出二者之间的偏差像素，然后根据二者之间的偏差像素计算得出图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度。
优选地，偏差角度＝偏差像素＊7.5角秒。比如偏差像素小于0.5像素时，则视为一致。
步骤S43、通过主控制设备驱动电机带动伺服全站仪进行转动，然后步骤S2。
直到所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，完成自动照准。
优选地，对于图像的光斑中心坐标是通过主控制设备对获取到的图像进行预处理，并获取图像中亮度值为255的所有像素点，然后对所有像素点求取中心坐标以得出所述图像的光斑中心坐标。
实施例二
本发明提供了一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置。如图3所示，本发明一实施例提供的一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的内部结构示意图。
在本实施例中，一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置可以是PC(PersonalComputer，个人电脑)，也可以是智能手机、平板电脑、便携计算机等终端设备。该一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置至少包括：处理器12、通信总线13、网络接口14以及存储器11。
其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的内部存储单元，例如该一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的外部存储设备，例如一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器11还可以既包括一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的应用软件及各类数据，例如棱镜自动照准程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行棱镜自动照准程序等。
通信总线13用于实现这些组件之间的连接通信。
网络接口14可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI－FI接口)，通常用于在该一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(OrganicLight－Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
图3仅示出了具有组件11－14以及棱镜自动照准程序的一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
在图3所示的一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置实施例中，存储器11中存储有棱镜自动照准程序；处理器12执行存储器11中存储的棱镜自动照准程序时实现如下步骤：
参数设置步骤：通过主控制设备将所述摄像头的绿色通道值和蓝色通道值设为最低值，将红色通道值设为最高值；并且将所述摄像头拍摄的图像背景设为黑色；
激光发射步骤：通过主控制设备控制所述激光发射仪向所述棱镜发射激光信号，以及通过主控制器设备获取所述摄像头根据所述棱镜反射回的激光信号所形成的图像；
自动照准步骤：通过主控制设备根据所述图像计算得出光斑中心坐标，并根据所述光斑中心坐标与***标定坐标通过主控制设备控制所述电机带动伺服全站仪进行转动，实现棱镜自动照准。
进一步地，所述自动照准步骤具体包括：
中心坐标计算步骤：通过主控制设备获取所述摄像头发送的图像，并根据所述图像计算得出光斑中心坐标；
判断步骤：判断所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标是否一致，若是，则完成自动照准；若否，则通过主控制设备驱动电机带动伺服全站仪进行转动，然后执行激光发射步骤；直到所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，完成自动照准。
进一步地，所述判断步骤中当所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度小于预设值时，则图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致；反之，不一致。
进一步地，所述判断步骤中图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度的计算过程具体为：根据所述图像的光斑中心坐标和***标定坐标计算得出二者之间的偏差像素，然后根据二者之间的偏差像素计算得出图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度；其中，偏差角度＝偏差像素＊7.5角秒。
进一步地，所述中心坐标计算步骤具体为：通过主控制设备对获取到的图像进行预处理，并获取图像中亮度值为255的所有像素点，然后对所有像素点求取中心坐标以得出所述图像的光斑中心坐标。
进一步地，所述激光信号为近红外激光信号。
进一步地，所述激光信号的发散角为伺服全站仪的目镜视场角度，并且所述激光信号与所述伺服全站仪同轴。
实施例三
基于本发明提供的实施例一，本发明还提供了一种实施例，一种存储介质，该存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序为棱镜自动照准程序，该棱镜自动照准程序被处理器执行时实现如下步骤：
参数设置步骤：通过主控制设备将所述摄像头的绿色通道值和蓝色通道值设为最低值，将红色通道值设为最高值；并且将所述摄像头拍摄的图像背景设为黑色；
激光发射步骤：通过主控制设备控制所述激光发射仪向所述棱镜发射激光信号，以及通过主控制器设备获取所述摄像头根据所述棱镜反射回的激光信号所形成的图像；
自动照准步骤：通过主控制设备根据所述图像计算得出光斑中心坐标，并根据所述光斑中心坐标与***标定坐标通过主控制设备控制所述电机带动伺服全站仪进行转动，实现棱镜自动照准。
进一步地，所述自动照准步骤具体包括：
中心坐标计算步骤：通过主控制设备获取所述摄像头发送的图像，并根据所述图像计算得出光斑中心坐标；
判断步骤：判断所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标是否一致，若是，则完成自动照准；若否，则通过主控制设备驱动电机带动伺服全站仪进行转动，然后执行激光发射步骤；直到所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，完成自动照准。
进一步地，所述判断步骤中当所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度小于预设值时，则图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致；反之，不一致。
进一步地，所述判断步骤中图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度的计算过程具体为：根据所述图像的光斑中心坐标和***标定坐标计算得出二者之间的偏差像素，然后根据二者之间的偏差像素计算得出图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度；其中，偏差角度＝偏差像素＊7.5角/秒。
进一步地，所述中心坐标计算步骤具体为：通过主控制设备对获取到的图像进行预处理，并获取图像中亮度值为255的所有像素点，然后对所有像素点求取中心坐标以得出所述图像的光斑中心坐标。
进一步地，所述激光信号为近红外激光信号。
进一步地，所述激光信号的发散角为伺服全站仪的目镜视场角度，并且所述激光信号与所述伺服全站仪同轴。
实施例四
一种伺服全站仪，所述伺服全站仪用于执行如本实施例一所提供的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法，所述伺服全站仪包括安装支架以及设于安装支架上的主控制设备、摄像头、激光发射仪、电机；其中，电机与主控制设备电性连接，用于驱动伺服全站仪转动，进而带动所述摄像头、激光发射仪的转动；所述激光发射仪，用于向棱镜发射激光信号；所述摄像头，用于接收所述棱镜反射回的激光信号并形成图像；其特征在于，所述棱镜自动照准方法包括以下步骤：
参数设置步骤：通过主控制设备将所述摄像头的绿色通道值和蓝色通道值设为最低值，将红色通道值设为最高值；并且将所述摄像头拍摄的图像背景设为黑色；
激光发射步骤：通过主控制设备控制所述激光发射仪向所述棱镜发射激光信号，以及通过主控制设备获取所述摄像头根据所述棱镜反射回的激光信号所形成的图像；
自动照准步骤：通过主控制设备根据所述图像计算得出光斑中心坐标，并根据所述光斑中心坐标与***标定坐标通过主控制设备控制所述电机带动伺服全站仪进行转动，实现棱镜自动照准；
所述自动照准步骤具体包括：
中心坐标计算步骤：通过主控制设备获取所述摄像头发送的图像，并根据所述图像计算得出光斑中心坐标；
判断步骤：判断所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标是否一致，若是，则完成自动照准；若否，则通过主控制设备驱动电机带动伺服全站仪进行转动，然后执行激光发射步骤；直到所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致，完成自动照准；所述判断步骤中当所述图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度小于预设值时，则图像的光斑中心坐标与***标定坐标一致；反之，不一致；其中，所述判断步骤中图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度的计算过程具体为：根据所述图像的光斑中心坐标和***标定坐标计算得出二者之间的偏差像素，然后根据二者之间的偏差像素计算得出图像的光斑中心坐标与***标定坐标的偏差角度；其中，偏差角度=偏差像素*7.5角秒。
2.根据权利要求1所述的伺服全站仪的棱镜自动照准方法，其特征在于，所述中心坐标计算步骤具体为：通过主控制设备对获取到的图像进行预处理，并获取图像中亮度值为255的所有像素点，然后对所有像素点求取中心坐标以得出所述图像的光斑中心坐标。
3.根据权利要求1所述的伺服全站仪的棱镜自动照准方法，其特征在于，所述激光信号为近红外激光信号。
4.根据权利要求1所述的伺服全站仪的棱镜自动照准方法，其特征在于，所述激光信号的发散角为伺服全站仪的目镜视场角度，并且所述激光信号与所述伺服全站仪同轴。
5.一种伺服全站仪的棱镜自动照准装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序为棱镜自动照准程序，其特征在于，所述处理器执行所述棱镜自动照准程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法的步骤。
6.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序为棱镜自动照准程序，其特征在于，当所述棱镜自动照准程序被执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法的步骤。
7.一种伺服全站仪，其特征在于，所述伺服全站仪用于执行如权利要求1-4中任意一项所述的一种伺服全站仪的棱镜自动照准方法。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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