一種超級(jí)測(cè)繪的制造方法
【專利摘要】一種超級(jí)測(cè)繪機(jī)，包括遙感遙測(cè)系統(tǒng)、三維姿態(tài)系統(tǒng)和中央控制與定位通信系統(tǒng)，所述遙感遙測(cè)系統(tǒng)包括紅外激光光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)和光敏電阻(1)；所述三維姿態(tài)系統(tǒng)包括仰俯姿態(tài)單元(6)、橫軸(9)、水平姿態(tài)單元(7)、航向姿態(tài)單元(8)和豎軸(10)；所述中央控制與定位通信系統(tǒng)包括中央處理器(11)、人機(jī)交互單元(12)、存儲(chǔ)單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識(shí)別單元(16)、電源單元(17)。本發(fā)明提供了一種能在免測(cè)距儀條件下獲得大地坐標(biāo)系下高精度三維影像的野外便攜機(jī)系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種超級(jí)測(cè)繪機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種超級(jí)測(cè)繪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]地理信息產(chǎn)業(yè)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的應(yīng)用，全部源于4個(gè)核心需求:
[0003]I)獲取目標(biāo)物的三維大地坐標(biāo)；
[0004]2)獲取三維大地坐標(biāo)下的地形地物圖；
[0005]3)獲取三維大地坐標(biāo)下的物方三維影像；
[0006]4)獲取大地坐標(biāo)系下基于三維影像的三維導(dǎo)航圖。
[0007]當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀是:多組人員使用種類繁多的多組儀器設(shè)備以不同方式分段獲取上述某一核心需求，形成各種應(yīng)用。存在的局限是效率低服務(wù)耗時(shí)、費(fèi)用昂貴、工作受限(如:具有當(dāng)前國(guó)際領(lǐng)先水平的車載道路攝影測(cè)量系統(tǒng)只能用于道路及兩側(cè)的近景攝影測(cè)量，600-800萬(wàn)元/套)等等。
[0008]目前市場(chǎng)上有幾類用于野外測(cè)繪的相關(guān)產(chǎn)品:常規(guī)測(cè)繪儀器、“精密測(cè)量機(jī)器人”、用于近景道路攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集的設(shè)備集成系統(tǒng)。
[0009]包括上述民用設(shè)備和各類其它用途的設(shè)備在內(nèi)的各種相關(guān)裝備都普遍使用了測(cè)距儀。近年來(lái)，激光測(cè)距、微波和雷達(dá)測(cè)距得到了廣泛應(yīng)用，使現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)得到長(zhǎng)足進(jìn)步。與此同時(shí)，使用任何測(cè)距儀和測(cè)距機(jī)都存在使用上的各種局限且都須付出較大的代價(jià)。
[0010]1、常規(guī)測(cè)繪儀器:
[0011]如測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經(jīng)緯儀、全站儀(測(cè)距儀+經(jīng)緯儀)、GPS定位儀以及配套使用的數(shù)傳電臺(tái)/GPRS/3G通信設(shè)備、超站儀(全站儀+GPS定位儀)等。全球、我國(guó)均有多家公司生產(chǎn)銷售。常規(guī)測(cè)繪儀器均無(wú)攝影測(cè)量功能。常規(guī)測(cè)繪儀器存在的局限是:
[0012](I)傳統(tǒng)設(shè)備:測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀、平板儀、傾斜儀、沉降儀、經(jīng)緯儀、標(biāo)桿、棱鏡等傳統(tǒng)設(shè)備均屬單一功能儀器，通過(guò)測(cè)角、測(cè)高、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)等手段的綜合使用來(lái)獲取測(cè)站與被測(cè)目標(biāo)之間在自定義坐標(biāo)下的相對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)設(shè)備依靠人工操作，人為誤差和分段引入大地坐標(biāo)的誤差均大且無(wú)有效的誤差改正方法。傳統(tǒng)設(shè)備效率很低，獲取一個(gè)低精度的物方三維大地坐標(biāo)常常需要一隊(duì)專業(yè)技術(shù)人員工作很長(zhǎng)時(shí)間。大量耗費(fèi)人力和時(shí)間，實(shí)際工作成本高。
[0013](2) GPS定位儀:須將儀器架設(shè)在被測(cè)目標(biāo)上觀測(cè)，這首先需要被測(cè)目標(biāo)具有架設(shè)儀器的條件，在此前提下還需投入較大的人力、物力和較長(zhǎng)的時(shí)間，而需要測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)常常并不具備架設(shè)儀器的條件。
[0014](3)全站儀:只能在自定義坐標(biāo)系內(nèi)測(cè)角和測(cè)距；完全依靠人工操作，人為誤差較大且無(wú)有效的誤差改正方法；測(cè)量物方三維坐標(biāo)時(shí)需要同時(shí)具備兩個(gè)以上的已知控制點(diǎn)；確定正北方向須購(gòu)買當(dāng)?shù)谿PS控制網(wǎng)(如果當(dāng)?shù)卮嬖谶@樣的網(wǎng))數(shù)據(jù)，或借助陀螺儀；引入大地坐標(biāo)須借助GPS定位儀。[0015](4)超站儀:除測(cè)角、測(cè)距之外還能夠測(cè)定自身的三維大地坐標(biāo)(日本拓?fù)淇党緝x單價(jià)60萬(wàn)元人民幣)。超站儀存在與全站儀類似的問題。
[0016]2、“精密測(cè)量機(jī)器人”(全站儀+伺服系統(tǒng)，無(wú)攝影功能):
[0017]“精密測(cè)量機(jī)器人”是新型全站儀，與常規(guī)全站儀的唯一區(qū)別是具有“ATR功能(棱鏡瞄準(zhǔn)功能)”:人工瞄準(zhǔn)棱鏡目標(biāo)后，按照常規(guī)全站儀方法獲取并存儲(chǔ)這些棱鏡在自定義坐標(biāo)下的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)和自身的姿態(tài)數(shù)據(jù)。人工啟動(dòng)伺服系統(tǒng)后，機(jī)器參照上次測(cè)量獲取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和姿態(tài)數(shù)據(jù)重新自動(dòng)瞄準(zhǔn)棱鏡并再次獲取自定義坐標(biāo)下的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，據(jù)此擴(kuò)展出一個(gè)以棱鏡為觀測(cè)目標(biāo)的可用于形變監(jiān)測(cè)的功能。
[0018]精密測(cè)量機(jī)器人是瑞士徠卡公司的獨(dú)家產(chǎn)品，其航向角和仰俯角的測(cè)量精度達(dá)到
0.5角秒，代表了全站儀的當(dāng)今全球最高水平；價(jià)格適中:當(dāng)需要掃描的棱鏡個(gè)數(shù)小于10時(shí)，單臺(tái)售價(jià)45萬(wàn)元人民幣；棱鏡個(gè)數(shù)大于10時(shí)另作系統(tǒng)方案，按系統(tǒng)方案另外加價(jià)。
[0019]精密測(cè)量機(jī)器人無(wú)攝影測(cè)量功能且存在與全站儀類似的問題。
[0020]3、用于道路攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集的設(shè)備集成系統(tǒng):
[0021]目前市場(chǎng)上的道路攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)均為設(shè)備集成系統(tǒng)。美國(guó)谷歌、日本拓?fù)淇档能囕d道路攝影測(cè)量系統(tǒng)是代表。其硬件特征是將位置測(cè)量設(shè)備(GPS)、姿態(tài)測(cè)量設(shè)備、定位補(bǔ)償設(shè)備(INS或航位推算系統(tǒng))、視頻設(shè)備(CCD系統(tǒng))、激光測(cè)距掃描儀、車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備連接在一起，安裝在汽車上，在車輛的行進(jìn)之中采集道路及道路兩旁地物的空間位置數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，如:道路中心線或邊線位置坐標(biāo)、目標(biāo)地物的位置坐標(biāo)、路(車道)寬、橋(隧道)高、交通標(biāo)志、道路設(shè)施等。數(shù)據(jù)同步存儲(chǔ)在車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；軟件特征是基于GPS、RS、GIS、數(shù)據(jù)的3S集成，將外業(yè)采集回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后編輯處理，形成各種有用的專題數(shù)據(jù)成果，如導(dǎo)航電子地圖等等。它的顯著特點(diǎn)是:a.針對(duì)道路及臨近兩側(cè)的獨(dú)立的測(cè)成圖系統(tǒng)。無(wú)需借助任何底圖，即可獨(dú)立完成路網(wǎng)圖測(cè)量。在作業(yè)流程上形成了攝影測(cè)量的閉環(huán)控制，空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)與包含豐富屬性信息的道路及臨近兩側(cè)之立體影像同時(shí)獲得，外業(yè)與內(nèi)業(yè)緊密銜接，避免了人工方式下的人為誤差；b.針對(duì)道路的實(shí)景三維可視化的數(shù)據(jù)成果。它以面狀的方式快速采集道路及道路臨近周邊的地理空間數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)成果是連續(xù)拍攝的實(shí)景可量測(cè)影像；c.道路及道路臨近周邊信息與衛(wèi)片/航片無(wú)縫鏈接，形成針對(duì)道路及臨近周邊地物的“天地一體化”新一代地理信息系統(tǒng)。
[0022]存在的局限是:
[0023](I)工作范圍限于道路，無(wú)法進(jìn)行野外作業(yè):移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)(道路攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))是將GPS (全球定位系統(tǒng))、姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)、CCD (視頻系統(tǒng))、INS (慣性導(dǎo)航系統(tǒng)或航位推算系統(tǒng))、激光掃描設(shè)備、車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等先進(jìn)的傳感器和設(shè)備裝配在汽車上，這就意味著它只能用于道路及其臨近兩側(cè)的攝影測(cè)量，無(wú)法進(jìn)行野外環(huán)境的攝影測(cè)量。
[0024](2)近景低精度:不帶望遠(yuǎn)鏡，廣角攝影。只能夠?qū)Φ缆穬蓚?cè)200m內(nèi)的景物進(jìn)行近景攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集。物方三維大地坐標(biāo)的解算精度為I米左右。
[0025](3)移動(dòng)與操作:組成系統(tǒng)的各設(shè)備體積大、重量大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)松散，須固定于汽車等大型載體上，多人操作。
[0026](4)外業(yè)數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)事后處理的工作方式導(dǎo)致重復(fù)性外業(yè)勞動(dòng)不可避免以致耗時(shí)、耗財(cái)、耗力。
[0027](5)需要道路沿途有GPS控制網(wǎng)的支持。[0028](6)價(jià)格昂貴:移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)的全部組件均系外購(gòu)，這些高端設(shè)備的昂貴價(jià)格使得“移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)”的成本居高不下，無(wú)激光測(cè)距掃描儀的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品LD2000系列移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)(無(wú)測(cè)距功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))的價(jià)格為400萬(wàn)元人民幣/套；有激光掃描測(cè)距設(shè)備的國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格高于600萬(wàn)元人民幣/套；當(dāng)系統(tǒng)裝備的激光測(cè)距掃描儀的工作距離超過(guò)150m時(shí),移動(dòng)道路測(cè)量系統(tǒng)的價(jià)格達(dá)到800萬(wàn)元人民幣/套左右。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0029]本發(fā)明的目的有兩方面，一是用所述之超視瞄準(zhǔn)方法替代測(cè)距儀，以克服測(cè)距儀的限制、免除測(cè)距費(fèi)用、擴(kuò)展全新應(yīng)用；二是將用戶對(duì)于獲取物方三維大地坐標(biāo)、三維物方影像、地形圖、三維導(dǎo)航圖的需求融為一體，用多系統(tǒng)一體化方式同步獲取按需使用。在創(chuàng)造出全新功能和全新方法的同時(shí)統(tǒng)一打破前述相關(guān)現(xiàn)有產(chǎn)品存在的局限。
[0030]本發(fā)明提供一種超級(jí)測(cè)繪機(jī)，包括遙感遙測(cè)系統(tǒng)、三維姿態(tài)系統(tǒng)和中央控制與定位通信系統(tǒng)，
[0031]所述遙感遙測(cè)系統(tǒng)包括紅外激光光源2、搜索成像單元3、圖像處理單元4、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5和光敏電阻I ;
[0032]所述三維姿態(tài)系統(tǒng)包括仰俯姿態(tài)單元6、橫軸9、水平姿態(tài)單元7、航向姿態(tài)單元8和豎軸10 ;橫軸9的中軸線與豎軸10的中軸線相互正交且交于空間點(diǎn)0，橫軸9的中軸線與豎軸10的中軸線所構(gòu)成的平面垂直于超級(jí)測(cè)繪機(jī)的底座平面；紅外激光光源2的光軸、搜索成像單元3的光軸、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的光軸標(biāo)定在同一軸線L上，稱為三光同軸；軸線L過(guò)空間點(diǎn)O與橫軸9的中軸線正交；
[0033]所述中央控制與定位通信系統(tǒng)包括中央處理器11、人機(jī)交互單元12、存儲(chǔ)單元
13、全球定位單元14、通信單元15、圖像識(shí)別單元16、電源單元17，中央處理器11與紅外激光光源2、搜索成像單元3、圖像處理單元4、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5和光敏電阻1、仰俯姿態(tài)單元6、水平姿態(tài)單元7、航向姿態(tài)單元8、人機(jī)交互單元12、存儲(chǔ)單元13、全球定位單元14、通信單元15、圖像識(shí)別單元16、電源單元17分別連接。
[0034]而且，所述三維姿態(tài)系統(tǒng)中，
[0035]所述仰俯姿態(tài)單元6包括第一離合器6.1、第一同步帶放大器6.2、第一編碼器6.3、第一蝸輪6.4、第一同步帶輪6.5、第一蝸桿6.6、第一彈性機(jī)構(gòu)6.7、第二蝸輪6.8、第二彈性機(jī)構(gòu)6.9、第二蝸桿6.10和第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)6.11，第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)6.11連接第二蝸桿6.10，第二蝸輪6.8和第二蝸桿6.10經(jīng)第二彈性機(jī)構(gòu)6.9嚙合，第二蝸輪6.8和第一蝸桿6.6經(jīng)第一彈性機(jī)構(gòu)6.7嚙合，第一蝸輪6.4和第一蝸桿6.6之間經(jīng)第一同步帶輪6.5傳動(dòng)，第一蝸輪6.4和第一編碼器6.3之間經(jīng)第一同步帶放大器6.2傳動(dòng)，第一蝸輪6.4連接第一離合器6.1,第一離合器6.1閉合時(shí)連接橫軸9,中央處理器11和第一離合器6.1、第一同步帶放大器6.2、第一編碼器6.3、第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)6.11分別連接；
[0036]設(shè)第一同步帶放大器6.2的傳動(dòng)比為1:H，中央處理器11經(jīng)第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)6.11的輸出在傳動(dòng)后在第一蝸輪6.4產(chǎn)生仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果，仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果由第一同步帶放大器6.2放大H倍,放大結(jié)果傳遞給第一編碼器6.3并經(jīng)由第一編碼器6.3轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)上傳給中央處理器11，中央處理器11將所得數(shù)據(jù)除以H倍后得到橫軸9真實(shí)的位置到達(dá)數(shù)據(jù)；
[0037]所述航向姿態(tài)單元8包括第二離合器8.1、第二同步帶放大器8.2、第二編碼器8.3、第三蝸輪8.4、第二同步帶輪8.5、第三蝸桿8.6、第三彈性機(jī)構(gòu)8.7、第四蝸輪8.8、第四彈性機(jī)構(gòu)8.9、第四蝸桿8.10、第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)8.11，第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)8.11連接第四蝸桿8.10，第四蝸輪8.8和第四蝸桿8.10經(jīng)第四彈性機(jī)構(gòu)8.9嚙合，第四蝸輪8.8和第三蝸桿8.6經(jīng)第三彈性機(jī)構(gòu)8.7嚙合，第三蝸輪8.4和第三蝸桿8.6之間經(jīng)第二同步帶輪8.5傳動(dòng)，第三蝸輪8.4和第二編碼器8.3之間經(jīng)第二同步帶放大器8.2傳動(dòng)，第三蝸輪8.4連接第二離合器8.1，第二離合器8.1閉合時(shí)連接豎軸10，中央處理器11和第二離合器8.1、第二同步帶放大器8.2、第二編碼器8.3、第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)8.11分別連接；
[0038]設(shè)第二同步帶放大器8.2的傳動(dòng)比為1:Z，中央處理器11經(jīng)第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)8.11的輸出在傳動(dòng)后在第三蝸輪8.4產(chǎn)生仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果，仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果由第二同步帶放大器8.2放大Z倍，放大結(jié)果傳遞給第二編碼器8.3并經(jīng)由第二編碼器8.3轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)上傳給中央處理器11，中央處理器11將所得數(shù)據(jù)除以Z倍后得到豎軸10真實(shí)的位置到達(dá)數(shù)據(jù)。
[0039]而且，所述紅外激光光源2包括紅外激光鏡頭2.1、紅外激光調(diào)焦鏡2.2、紅外激光發(fā)生器2.3、泵浦電源2.4、第一電機(jī)2.5、第一驅(qū)動(dòng)電路2.6和第三編碼器2.7，紅外激光鏡頭2.1、紅外激光調(diào)焦鏡2.2、紅外激光發(fā)生器2.3、泵浦電源2.4依次連接，第一電機(jī)2.5與紅外激光調(diào)焦鏡2.2、第一驅(qū)動(dòng)電路2.6、第三編碼器2.7分別連接，中央處理器11和泵浦電源2.4、第一驅(qū)動(dòng)電路2.6、第三編碼器2.7分別連接；所述天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5包括第三電機(jī)5.1、第三驅(qū)動(dòng)電路5.2、第五蝸輪5.3、第五蝸桿5.4、第五編碼器5.5、第二物鏡5.6、第二調(diào)焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8和第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9，第二物鏡5.6、第二調(diào)焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8和第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9依次連接，第三驅(qū)動(dòng)電路5.2、第三電機(jī)5.1、第五蝸桿5.4、第五編碼器5.5依次連接，第五蝸桿5.4與第五蝸輪5.3嚙合，第五蝸輪5.3連接第二調(diào)焦鏡5.7，中央處理器11和第三驅(qū)動(dòng)電路5.2、第五編碼器5.5、第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9分別連接。
[0040]而且，所述搜索成像單元3包括第二電機(jī)3.1、第二驅(qū)動(dòng)電路3.2、第六蝸輪3.3、第六蝸桿3.4、第四編碼器3.5、第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調(diào)焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)C⑶模塊3.10、第七蝸輪3.11、第七蝸桿3.12、第六編碼器3.13、第四電機(jī)3.14和第四驅(qū)動(dòng)電路3.15,第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調(diào)焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊3.10依次連接，第二驅(qū)動(dòng)電路3.2、第二電機(jī)3.1、第六蝸桿3.4、第四編碼器3.5依次連接,第六蝸桿3.4與第六蝸輪3.3嚙合,第六蝸輪3.3連接第一調(diào)焦鏡3.8，第四驅(qū)動(dòng)電路3.15、第四電機(jī)3.14、第七蝸桿3.12、第六編碼器3.13依次連接，第七蝸桿3.12與第七蝸輪3.11嚙合，第七蝸輪3.11連接變焦鏡組3.7，中央處理器11和第二驅(qū)動(dòng)電路3.2、第四編碼器3.5、第六編碼器3.13、第四驅(qū)動(dòng)電路3.15、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊3.10分別連接。
[0041]而且，基于光敏電阻I進(jìn)行自主成像過(guò)程，包括根據(jù)白光光通量，光敏電阻I發(fā)出信號(hào)控制中央處理器11關(guān)閉或打開泵浦電源2.4，對(duì)應(yīng)白光光源或紅外激光光源；搜索成像單元3、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5分別與圖像處理單元4連接，成像結(jié)果由圖像處理單元4判斷圖像清晰度，在白光光源下的成像結(jié)果達(dá)不到清晰度要求時(shí)，中央處理器11打開泵浦電源2.4提供紅外激光光源。
[0042]而且，所述自主成像過(guò)程的工作步驟如下，[0043]步驟1，進(jìn)行成像光源初始選擇，實(shí)現(xiàn)如下，
[0044]在白光光通量足以使第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9白光成像時(shí)，光敏電阻I的信號(hào)口處于閉合狀態(tài)，中央處理器11關(guān)閉泵浦電源2.4，進(jìn)入步驟2 ；白光光通量不足以第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊5.9白光成像時(shí),光敏電阻I的信號(hào)口處于常開狀態(tài)，中央處理器11開啟泵浦電源2.4，紅外激光光源2照射目標(biāo)，搜索成像單元3、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5接受自目標(biāo)返回的紅外激光，進(jìn)入步驟4 ;
[0045]步驟2，白光光源下，對(duì)良好能見度及霧霾環(huán)境的自適應(yīng)和成像光源的自主選擇，實(shí)現(xiàn)如下，
[0046]中央處理器11讀取變焦鏡組3.7、第一調(diào)焦鏡3.8的調(diào)焦標(biāo)定值驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)3.1和第三電機(jī)5.1依次到達(dá)各相應(yīng)標(biāo)定位置，在每個(gè)相應(yīng)標(biāo)定位置，白光信號(hào)經(jīng)由搜索成像單元3、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后到達(dá)圖像處理單元4，圖像處理單元4獲取圖像值并比較，記錄使圖像值最大的第二電機(jī)3.1位置為使來(lái)自搜索成像單元3的圖像最清晰處，記錄使圖像值最大的第三電機(jī)5.1位置為使來(lái)自天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的圖像最清晰處；
[0047]中央處理器11對(duì)目標(biāo)景物的所有圖像值進(jìn)行分析處理，
[0048]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q1，則判定測(cè)站處于良好能見度環(huán)境，進(jìn)入步驟3;
[0049]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Ql大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2，則判定測(cè)站處于中度或輕度霧霾環(huán)境，進(jìn)入步驟4 ；
[0050]若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2，則判定測(cè)站處于重度霧霾環(huán)境，中央處理器11報(bào)警，停止流程；
[0051]其中，預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Ql大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2 ;
[0052]步驟3，基于白光光源，在自動(dòng)調(diào)焦后進(jìn)行自動(dòng)成像，
[0053]針對(duì)搜索成像單元3的實(shí)現(xiàn)如下，
[0054]自動(dòng)調(diào)焦時(shí)，中央處理器11向第二驅(qū)動(dòng)電路3.2發(fā)出指令，使第二電機(jī)3.1、第六蝸桿3.4轉(zhuǎn)動(dòng)，第四編碼器3.5實(shí)時(shí)記錄第六蝸桿3.4的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同步反饋給中央處理器11，中央處理器11算出脈沖修正值并據(jù)此發(fā)出下一指令，直到第六蝸桿3.4轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的位置并通過(guò)第六蝸輪3.3完成對(duì)第一調(diào)焦鏡3.8的焦距調(diào)整；
[0055]自動(dòng)成像時(shí)，白光信號(hào)經(jīng)過(guò)第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調(diào)焦鏡3.8和第一成像鏡組3.9到達(dá)第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊3.10，第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊3.10將白光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后到達(dá)圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰的景物圖像并上傳至中央處理器11，完成基于白光光源的自動(dòng)成像任務(wù)，結(jié)束流程；
[0056]針對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的實(shí)現(xiàn)如下，
[0057]自動(dòng)調(diào)焦時(shí)，中央處理器11向第三驅(qū)動(dòng)電路5.2發(fā)出指令，使第三電機(jī)5.1、第五蝸桿5.4轉(zhuǎn)動(dòng)，第五編碼器5.5實(shí)時(shí)記錄第五蝸桿5.4的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同步反饋給中央處理器11，中央處理器11算出脈沖修正值并據(jù)此發(fā)出下一指令，直到第五蝸桿5.4轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的位置并通過(guò)第五蝸輪5.3完成對(duì)第二調(diào)焦鏡5.7的焦距調(diào)整；
[0058]自動(dòng)成像時(shí)，白光信號(hào)經(jīng)過(guò)第二物鏡5.6、第二調(diào)焦鏡5.7和第二成像鏡組5.8到達(dá)第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊5.9，第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊5.9將白光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰的景物圖像并上傳至中央處理器11，完成基于白光光源的自動(dòng)成像任務(wù)，結(jié)束流程；
[0059]步驟4，基于紅外激光光源，在紅外激光照射范圍準(zhǔn)確覆蓋搜索成像單元3的視場(chǎng)后進(jìn)行自動(dòng)成像，
[0060]針對(duì)搜索成像單元3的實(shí)現(xiàn)如下，
[0061]首先，中央處理器11同時(shí)完成兩項(xiàng)工作，一是開啟第四驅(qū)動(dòng)電路3.15，使第四電機(jī)3.14帶動(dòng)第七蝸桿3.12運(yùn)動(dòng)到Pi位置，第七蝸桿3.12帶動(dòng)渦輪3.11使變焦鏡組3.7將搜索成像單元3的視場(chǎng)調(diào)整到執(zhí)行第i類任務(wù)所需的大小，第六編碼器3.13將第七蝸桿3.12的實(shí)際到達(dá)位置上傳給中央處理器11 ;二是向第一驅(qū)動(dòng)電路2.6發(fā)出指令使第一電機(jī)
2.5帶動(dòng)紅外激光調(diào)焦鏡2.2運(yùn)動(dòng)到Qi位置，使紅外激光光源2的照射范圍正好覆蓋搜索成像單元3的視場(chǎng)；其中，標(biāo)定常數(shù)Pi是搜索成像單元3執(zhí)行第i類任務(wù)時(shí)的視場(chǎng)，稱為Pi成像視場(chǎng)i=l，2，3，.....J，J為總類數(shù)，標(biāo)定常數(shù)Qi是與Pi —一對(duì)應(yīng)的紅外激光聚焦值，紅外激光調(diào)焦鏡2.2處于Qi位置時(shí)紅外激光照射范圍與Pi成像視場(chǎng)重合，Pi被標(biāo)定后，Qi根據(jù)Pi標(biāo)定；
[0062]然后，從目標(biāo)景物返回的紅外激光信號(hào)通過(guò)第一物鏡3.6、變焦鏡組3.7、第一調(diào)焦鏡3.8、第一成像鏡組3.9到達(dá)第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊3.10，第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊3.10將紅外激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰景物圖像并上傳至中央處理器11，完成基于紅外激光光源的自動(dòng)成像任務(wù)；
[0063]針對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的實(shí)現(xiàn)如下，
[0064]首先，中央處理器11向第一驅(qū)動(dòng)電路2.6發(fā)出指令使第一電機(jī)2.5帶動(dòng)紅外激光調(diào)焦鏡2.2運(yùn)動(dòng)到位置V。，紅外激光光源2的照射范圍正好覆蓋天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的視場(chǎng)；
[0065]其中，V。是標(biāo)定常數(shù)，按天文望遠(yuǎn)鏡成像單元5的視場(chǎng)角U。標(biāo)定紅外激光光源2的相應(yīng)常數(shù)V。；
[0066]然后，從目標(biāo)景物返回的紅外激光信號(hào)通過(guò)第二物鏡5.6、第二調(diào)焦鏡5.7、第二成像鏡組5.8到達(dá)第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9 ;第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊5.9將紅外激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元4，圖像處理單元4得到清晰景物圖像并上傳至中央處理器11，完成基于紅外激光光源的自動(dòng)成像任務(wù)。
[0067]而且，用于超視瞄準(zhǔn)，包括利用超級(jí)測(cè)繪機(jī)在所在測(cè)位上瞄準(zhǔn)目標(biāo)得到的瞄準(zhǔn)參數(shù)和其它測(cè)站的三維大地坐標(biāo)，獲得其它測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)的瞄準(zhǔn)參數(shù)，所述瞄準(zhǔn)參數(shù)為三維姿態(tài)數(shù)據(jù)；
[0068]所述超視瞄準(zhǔn)的原理是，將大地坐標(biāo)系下的三維空間和全球定位系統(tǒng)時(shí)間定義的時(shí)空稱為現(xiàn)實(shí)世界，從超級(jí)測(cè)繪機(jī)的三維大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)、瞄準(zhǔn)參數(shù)和其它測(cè)站的三維大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)出發(fā)構(gòu)造流形結(jié)構(gòu)與流形，將現(xiàn)實(shí)世界映射到一個(gè)稱之為像空間的集合中去并在像空間中完成像點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)和像網(wǎng)格之間的關(guān)聯(lián)；通過(guò)相關(guān)數(shù)學(xué)方法，將這種像空間中像網(wǎng)格之間的相互表達(dá)1-1對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中不同的測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)得到的不同的瞄準(zhǔn)參數(shù)之間的關(guān)系，并逆映射回到現(xiàn)實(shí)世界，進(jìn)而得到超級(jí)測(cè)繪機(jī)之外的其它測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)的貓準(zhǔn)參數(shù)；
[0069]所述超視瞄準(zhǔn)的過(guò)程包括以下步驟，[0070]I)構(gòu)建像空間S如下，
[0071]
【權(quán)利要求】
1.一種超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:包括遙感遙測(cè)系統(tǒng)、三維姿態(tài)系統(tǒng)和中央控制與定位通信系統(tǒng)， 所述遙感遙測(cè)系統(tǒng)包括紅外激光光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)和光敏電阻(1)； 所述三維姿態(tài)系統(tǒng)包括仰俯姿態(tài)單元(6)、橫軸(9)、水平姿態(tài)單元(7)、航向姿態(tài)單元(8)和豎軸(10);橫軸(9)的中軸線與豎軸(10)的中軸線相互正交且交于空間點(diǎn)O，橫軸(9)的中軸線與豎軸(10)的中軸線所構(gòu)成的平面垂直于超級(jí)測(cè)繪機(jī)的底座平面；紅外激光光源(2)的光軸、搜索成像單元(3)的光軸、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的光軸標(biāo)定在同一軸線L上，稱為三光同軸；軸線L過(guò)空間點(diǎn)O與橫軸(9)的中軸線正交； 所述中央控制與定位通信系統(tǒng)包括中央處理器(11)、人機(jī)交互單元(12)、存儲(chǔ)單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識(shí)別單元(16)、電源單元(17)，中央處理器(11)與紅外激光光源(2)、搜索成像單元(3)、圖像處理單元(4)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)和光敏電阻(I)、仰俯姿態(tài)單元(6)、水平姿態(tài)單元(7)、航向姿態(tài)單元(8)、人機(jī)交互單元(12)、存儲(chǔ)單元(13)、全球定位單元(14)、通信單元(15)、圖像識(shí)別單元(16)、電源單元(17)分別連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:所述三維姿態(tài)系統(tǒng)中， 所述仰俯姿態(tài)單元(6)包括第一離合器(6.1)、第一同步帶放大器(6.2)、第一編碼器(6.3)、第一蝸輪(6.4)、第一同步帶輪(6.5)、第一蝸桿(6.6)、第一彈性機(jī)構(gòu)(6.7)、第二蝸輪(6.8)、第二彈性機(jī)構(gòu)(6.9)、第二蝸桿(6.10)和第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(6.11)，第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(6.11)連接第二蝸桿(6.10)，第二蝸輪(6.8)和第二蝸桿(6.10)經(jīng)第二彈性機(jī)構(gòu)(6.9)哨合，第二蝸輪(6.8)和第一蝸桿(6.6)經(jīng)第一彈性機(jī)構(gòu)(6.7)哨合,第一蝸輪(6.4)和第一蝸桿(6.6)之間經(jīng)第一同步帶輪(6.5)傳動(dòng)，第一蝸輪(6.4)和第一編碼器(6.3)之間經(jīng)第一同步帶放大器(6.2)傳動(dòng),第一蝸輪(6.4)連接第一離合器(6.1),第一離合器(6.1)閉合時(shí)連接橫軸(9),中央處理器(11)和第一離合器(6.1)、第一同步帶放大器(6.2)、第一編碼器(6.3)、第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(6.11)分別連接； 設(shè)第一同步帶放大器(6.2)的傳動(dòng)比為1:H，中央處理器(11)經(jīng)第一電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(6.11)的輸出在傳動(dòng)后在第一蝸輪(6.4)產(chǎn)生仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果，仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果由第一同步帶放大器(6.2)放大H倍，放大結(jié)果傳遞給第一編碼器(6.3)并經(jīng)由第一編碼器(6.3)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)上傳給中央處理器(11)，中央處理器(11)將所得數(shù)據(jù)除以H倍后得到橫軸(9)真實(shí)的位置到達(dá)數(shù)據(jù)； 所述航向姿態(tài)單元(8)包括第二離合器(8.1)、第二同步帶放大器(8.2)、第二編碼器(8.3)、第三蝸輪(8.4)、第二同步帶輪(8.5)、第三蝸桿(8.6)、第三彈性機(jī)構(gòu)(8.7)、第四蝸輪(8.8)、第四彈性機(jī)構(gòu)(8.9)、第四蝸桿(8.10)、第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(8.11)，第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(8.11)連接第四蝸桿(8.10)，第四蝸輪(8.8)和第四蝸桿(8.10)經(jīng)第四彈性機(jī)構(gòu)(8.9)嚙合，第四蝸輪(8.8)和第三蝸桿(8.6)經(jīng)第三彈性機(jī)構(gòu)(8.7)嚙合，第三蝸輪(8.4)和第三蝸桿(8.6)之間經(jīng)第二同步帶輪(8.5)傳動(dòng)，第三蝸輪(8.4)和第二編碼器(8.3)之間經(jīng)第二同步帶放大器(8.2)傳動(dòng)，第三蝸輪(8.4)連接第二離合器(8.1)，第二離合器(8.1)閉合時(shí)連接豎軸(10)，中央處理器(11)和第二離合器(8.1)、第二同步帶放大器(8.2)、第二編碼器(8.3)、第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(8.11)分別連接；設(shè)第二同步帶放大器(8.2)的傳動(dòng)比為1:Z，中央處理器(11)經(jīng)第二電機(jī)與驅(qū)動(dòng)(8.11)的輸出在傳動(dòng)后在第三蝸輪(8.4)產(chǎn)生仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果，仰俯運(yùn)動(dòng)結(jié)果由第二同步帶放大器(8.2)放大Z倍，放大結(jié)果傳遞給第二編碼器(8.3)并經(jīng)由第二編碼器(8.3)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)上傳給中央處理器(11)，中央處理器(11)將所得數(shù)據(jù)除以Z倍后得到豎軸(10)真實(shí)的位置到達(dá)數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:所述紅外激光光源(2)包括紅外激光鏡頭(2.1)、紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)、紅外激光發(fā)生器(2.3)、泵浦電源(2.4)、第一電機(jī)(2.5)、第一驅(qū)動(dòng)電路(2.6)和第三編碼器(2.7)，紅外激光鏡頭(2.1)、紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)、紅外激光發(fā)生器(2.3)、泵浦電源(2.4)依次連接，第一電機(jī)(2.5)與紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)、第一驅(qū)動(dòng)電路(2.6)、第三編碼器(2.7)分別連接，中央處理器(11)和泵浦電源(2.4)、第一驅(qū)動(dòng)電路(2.6)、第三編碼器(2.7)分別連接；所述天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)包括第三電機(jī)(5.1)、第三驅(qū)動(dòng)電路(5.2)、第五蝸輪(5.3)、第五蝸桿(5.4)、第五編碼器(5.5)、第二物鏡(5.6)、第二調(diào)焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)和第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)，第二物鏡(5.6)、第二調(diào)焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)和第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)依次連接，第三驅(qū)動(dòng)電路(5.2)、第三電機(jī)(5.1)、第五蝸桿(5.4)、第五編碼器(5.5)依次連接，第五蝸桿(5.4)與第五蝸輪(5.3)嚙合，第五蝸輪(5.3)連接第二調(diào)焦鏡(5.7)，中央處理器(11)和第三驅(qū)動(dòng)電路(5.2)、第五編碼器(5.5)、第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)分別連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:所述搜索成像單元(3)包括第二電機(jī)(3.1)、第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第六蝸輪(3.3)、第六蝸桿(3.4)、第四編碼器(3.5)、第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調(diào)焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(3.10)、第七蝸輪(3.U)、第七蝸桿(3.12)、第六編碼器(3.13)、第四電機(jī)(3.14)和第四驅(qū)動(dòng)電路(3.15)，第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調(diào)焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片 結(jié)構(gòu)C⑶模塊(3.10)依次連接，第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第二電機(jī)(3.1)、第六蝸桿(3.4)、第四編碼器(3.5)依次連接，第六蝸桿(3.4)與第六蝸輪(3.3)嚙合，第六蝸輪(3.3)連接第一調(diào)焦鏡(3.8)，第四驅(qū)動(dòng)電路(3.15)、第四電機(jī)(3.14)、第七蝸桿(3.12)、第六編碼器(3.13)依次連接，第七蝸桿(3.12)與第七蝸輪(3.11)嚙合，第七蝸輪(3.11)連接變焦鏡組(3.7)，中央處理器(11)和第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第四編碼器(3.5)、第六編碼器(3.13)、第四驅(qū)動(dòng)電路(3.15)、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(3.10)分別連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:基于光敏電阻(I)進(jìn)行自主成像過(guò)程，包括根據(jù)白光光通量，光敏電阻(I)發(fā)出信號(hào)控制中央處理器(11)關(guān)閉或打開泵浦電源(2.4)，對(duì)應(yīng)白光光源或紅外激光光源；搜索成像單元(3)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)分別與圖像處理單元(4)連接，成像結(jié)果由圖像處理單元(4)判斷圖像清晰度，在白光光源下的成像結(jié)果達(dá)不到清晰度要求時(shí)，中央處理器(11)打開泵浦電源(2.4)提供紅外激光光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:所述自主成像過(guò)程的工作步驟如下， 步驟1，進(jìn)行成像光源初始選擇，實(shí)現(xiàn)如下，在白光光通量足以使第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)白光成像時(shí)，光敏電阻(I)的信號(hào)口處于閉合狀態(tài)，中央處理器(11)關(guān)閉泵浦電源(2.4)，進(jìn)入步驟2;白光光通量不足以第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)白光成像時(shí),光敏電阻(I)的信號(hào)口處于常開狀態(tài)，中央處理器(11)開啟泵浦電源(2.4)，紅外激光光源(2)照射目標(biāo)，搜索成像單元(3)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)接受自目標(biāo)返回的紅外激光，進(jìn)入步驟4 ; 步驟2，白光光源下，對(duì)良好能見度及霧霾環(huán)境的自適應(yīng)和成像光源的自主選擇，實(shí)現(xiàn)如下， 中央處理器(11)讀取變焦鏡組(3.7)、第一調(diào)焦鏡(3.8)的調(diào)焦標(biāo)定值驅(qū)動(dòng)第二電機(jī)(3.1)和第三電機(jī)(5.1)依次到達(dá)各相應(yīng)標(biāo)定位置，在每個(gè)相應(yīng)標(biāo)定位置，白光信號(hào)經(jīng)由搜索成像單元(3)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后到達(dá)圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)獲取圖像值并比較，記錄使圖像值最大的第二電機(jī)(3.1)位置為使來(lái)自搜索成像單元(3)的圖像最清晰處，記錄使圖像值最大的第三電機(jī)(5.1)位置為使來(lái)自天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的圖像最清晰處； 中央處理器(11)對(duì)目標(biāo)景物的所有圖像值進(jìn)行分析處理， 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q1，則判定測(cè)站處于良好能見度環(huán)境，進(jìn)入步驟3; 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Ql大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2，則判定測(cè)站處于中度或輕度霧霾環(huán)境，進(jìn)入步驟4 ； 若圖像值的最大值與最小值之差的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2，則判定測(cè)站處于重度霧霾環(huán)境，中央處理器(11) 報(bào)警，停止流程； 其中，預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Ql大于預(yù)設(shè)正實(shí)數(shù)Q2 ； 步驟3，基于白光光源，在自動(dòng)調(diào)焦后進(jìn)行自動(dòng)成像， 針對(duì)搜索成像單元(3)的實(shí)現(xiàn)如下， 自動(dòng)調(diào)焦時(shí)，中央處理器(11)向第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)發(fā)出指令，使第二電機(jī)(3.1)、第六蝸桿(3.4)轉(zhuǎn)動(dòng)，第四編碼器(3.5)實(shí)時(shí)記錄第六蝸桿(3.4)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同步反饋給中央處理器(11)，中央處理器(11)算出脈沖修正值并據(jù)此發(fā)出下一指令，直到第六蝸桿(3.4)轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的位置并通過(guò)第六蝸輪(3.3)完成對(duì)第一調(diào)焦鏡(3.8)的焦距調(diào)整；自動(dòng)成像時(shí)，白光信號(hào)經(jīng)過(guò)第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調(diào)焦鏡(3.8)和第一成像鏡組(3.9)到達(dá)第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊(3.10)，第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊(3.10)將白光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后到達(dá)圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰的景物圖像并上傳至中央處理器(11)，完成基于白光光源的自動(dòng)成像任務(wù)，結(jié)束流程； 針對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的實(shí)現(xiàn)如下， 自動(dòng)調(diào)焦時(shí)，中央處理器(11)向第三驅(qū)動(dòng)電路(5.2)發(fā)出指令，使第三電機(jī)(5.1)、第五蝸桿(5.4)轉(zhuǎn)動(dòng)，第五編碼器(5.5)實(shí)時(shí)記錄第五蝸桿(5.4)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同步反饋給中央處理器(11)，中央處理器(11)算出脈沖修正值并據(jù)此發(fā)出下一指令，直到第五蝸桿(5.4)轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的位置并通過(guò)第五蝸輪(5.3)完成對(duì)第二調(diào)焦鏡(5.7)的焦距調(diào)整；自動(dòng)成像時(shí)，白光信號(hào)經(jīng)過(guò)第二物鏡(5.6)、第二調(diào)焦鏡(5.7)和第二成像鏡組(5.8)到達(dá)第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)，第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(5.9)將白光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰的景物圖像并上傳至中央處理器(11)，完成基于白光光源的自動(dòng)成像任務(wù)，結(jié)束流程； 步驟4，基于紅外激光光源，在紅外激光照射范圍準(zhǔn)確覆蓋成像單元(3)的視場(chǎng)后進(jìn)行自動(dòng)成像， 針對(duì)搜索成像單元(3)的實(shí)現(xiàn)如下， 首先，中央處理器(11)同時(shí)完成兩項(xiàng)工作，一是開啟第四驅(qū)動(dòng)電路(3.15)，使第四電機(jī)(3.14)帶動(dòng)第七蝸桿(3.12)運(yùn)動(dòng)到 Pi位置，第七蝸桿(3.12)帶動(dòng)渦輪(3.11)使變焦鏡組(3.7)將搜索成像單元(3)的視場(chǎng)調(diào)整到執(zhí)行第i類任務(wù)所需的大小，第六編碼器(3.13)將第七蝸桿(3.12)的實(shí)際到達(dá)位置上傳給中央處理器(11) ;二是向第一驅(qū)動(dòng)電路(2.6)發(fā)出指令使第一電機(jī)(2.5)帶動(dòng)紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)運(yùn)動(dòng)到Qi位置，使紅外激光光源(2)的照射范圍正好覆蓋搜索成像單元(3)的視場(chǎng)； 其中，標(biāo)定常數(shù)Pi是搜索成像單元(3)執(zhí)行第i類任務(wù)時(shí)的視場(chǎng)，稱為Pi成像視場(chǎng)i=l, 2，3，……J，J為總類數(shù)，標(biāo)定常數(shù)Qi是與Pi —一對(duì)應(yīng)的紅外激光聚焦值，紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)處于Qi位置時(shí)紅外激光照射范圍與Pi成像視場(chǎng)重合，Pi被標(biāo)定后，Qi根據(jù)Pi標(biāo)定； 然后，從目標(biāo)景物返回的紅外激光信號(hào)通過(guò)第一物鏡(3.6)、變焦鏡組(3.7)、第一調(diào)焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)到達(dá)第一雙濾光片結(jié)構(gòu)C⑶模塊(3.10)，第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(3.10)將紅外激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰景物圖像并上傳至中央處理器(11)，完成基于紅外激光光源的自動(dòng)成像任務(wù); 針對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的實(shí)現(xiàn)如下， 首先，中央處理器(11)向第一驅(qū)動(dòng)電路(2.6)發(fā)出指令使第一電機(jī)(2.5)帶動(dòng)紅外激光調(diào)焦鏡(2.2)運(yùn)動(dòng)到位置V。，紅外激光光源(2)的照射范圍正好覆蓋天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的視場(chǎng)；其中，V。是標(biāo)定常數(shù)，按天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的視場(chǎng)角U。標(biāo)定紅外激光光源⑵的相應(yīng)常數(shù)V。； 然后，從目標(biāo)景物返回的紅外激光信號(hào)通過(guò)第二物鏡(5.6)、第二調(diào)焦鏡(5.7)、第二成像鏡組(5.8)到達(dá)第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊(5.9);第二雙濾光片結(jié)構(gòu)CXD模塊(5.9)將紅外激光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)后傳至圖像處理單元(4)，圖像處理單元(4)得到清晰景物圖像并上傳至中央處理器(11)，完成基于紅外激光光源的自動(dòng)成像任務(wù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:用于超視瞄準(zhǔn)，包括利用超級(jí)測(cè)繪機(jī)在所在測(cè)位上瞄準(zhǔn)目標(biāo)得到的瞄準(zhǔn)參數(shù)和其它測(cè)站的三維大地坐標(biāo)，獲得其它測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)的瞄準(zhǔn)參數(shù)，所述瞄準(zhǔn)參數(shù)為三維姿態(tài)數(shù)據(jù)； 所述超視瞄準(zhǔn)的原理是，將大地坐標(biāo)系下的三維空間和全球定位系統(tǒng)時(shí)間定義的時(shí)空稱為現(xiàn)實(shí)世界，從超級(jí)測(cè)繪機(jī)的三維大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)、瞄準(zhǔn)參數(shù)和其它測(cè)站的三維大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)出發(fā)構(gòu)造流形結(jié)構(gòu)與流形，將現(xiàn)實(shí)世界映射到一個(gè)稱之為像空間的集合中去并在像空間中完成像點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)和像網(wǎng)格之間的關(guān)聯(lián)；通過(guò)相關(guān)數(shù)學(xué)方法，將這種像空間中像網(wǎng)格之間的相互表達(dá)1-ι對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界中不同的測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)得到的不同的瞄準(zhǔn)參數(shù)之間的關(guān)系，并逆映射回到現(xiàn)實(shí)世界，進(jìn)而得到超級(jí)測(cè)繪機(jī)之外的其它測(cè)站瞄準(zhǔn)同一目標(biāo)時(shí)的貓準(zhǔn)參數(shù)；所述超視瞄準(zhǔn)的過(guò)程包括以下步驟， 1)構(gòu)建像空間S如下，則.* cR \keMl IUrIaWll'l? 其中，騰1是全體實(shí)數(shù)構(gòu)成的集合，R3是三維實(shí)空間，Pk是R3的子集合;k是距離符號(hào)，代表從超級(jí)測(cè)繪機(jī)全球定位單元(14)的天線相位中心到被測(cè)目標(biāo)形成的三維矢量在大地水準(zhǔn)面上的投影，具有三重涵義，包括k是S中元素的下標(biāo)，k是任意實(shí)數(shù)，k代表了一個(gè)S到量1的1-1的映上的滿射，從而也是S到R3上的1-1的映上的滿射；像空間與大地坐標(biāo)系下所有空間點(diǎn)構(gòu)成的集合之間存在1-1對(duì)應(yīng)的關(guān)系k ； 2)構(gòu)建像曲面Pk如下， 設(shè)懇={(.^，:^),ze L f是定義在Pk上的運(yùn)算； V a e Pkfb e Pk和c e Pk而目，Pk和f同時(shí)滿足如下各條， (i)f與k無(wú)關(guān)； (ii)f—麗1;
(iii)f (a, b) > O,當(dāng)且僅當(dāng) a = b 時(shí) f (a, b) = O ；
(iv)f (a, b) = f (b, a)；
(V) f (a, b) +f (b, c) ^ f (a, c)，當(dāng)且僅當(dāng) a = b=c 時(shí)等式成立； (vi)f無(wú)量綱； 則Pk是一個(gè)以f為尺度的尺度空間，稱為像曲面；在大地坐標(biāo)系中，存在一個(gè)由三維空間點(diǎn)構(gòu)成的集合D，D具有與Pk完全相同的勢(shì)和拓?fù)湫再|(zhì)； 3)現(xiàn)實(shí)測(cè)站、虛擬測(cè)站、像點(diǎn)和像網(wǎng)格定義如下， 現(xiàn)實(shí)測(cè)站是所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，虛擬測(cè)站是基于全球定位系統(tǒng)時(shí)間的任意一個(gè)已知的大地坐標(biāo)點(diǎn)，兩者之間無(wú)距離限制、無(wú)通視要求、無(wú)相對(duì)位置限制；在同一大地坐標(biāo)系中，實(shí)體測(cè)站、虛擬測(cè)站和被測(cè)目標(biāo)在D中有各不相同的坐標(biāo)； 在D和像曲面Pk之間建立1-1對(duì)應(yīng)的映射Ak，使得實(shí)體測(cè)站、虛擬測(cè)站和被測(cè)目標(biāo)的三維大地坐標(biāo)分別對(duì)應(yīng)像曲面Pk中的三個(gè)唯一確定的各不相同的像點(diǎn)； 以實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站在像曲面Pk中的像點(diǎn)為兩個(gè)像網(wǎng)格原點(diǎn)，以f為尺度，通過(guò)Ak映射得到像曲面Pk中的兩個(gè)像網(wǎng)格，分別為實(shí)體測(cè)站像網(wǎng)格與虛擬測(cè)站像網(wǎng)格，它們是相互獨(dú)立、相互覆蓋的；在像網(wǎng)格中，每一格的長(zhǎng)度各不相同，且這種長(zhǎng)度是無(wú)量綱的； 4)像網(wǎng)格的歸一方程與像網(wǎng)格之間的相互關(guān)聯(lián)建立如下， 在映射Ak之上疊加歸一條件即歸一方程，得到歸一映射B ;歸一映射B是大地坐標(biāo)系中三維空間點(diǎn)構(gòu)成的集合D與像曲面Pk之間的1-1映射，在歸一映射B的意義下，像曲面Pk中的實(shí)體測(cè)站像網(wǎng)格和虛擬測(cè)站像網(wǎng)格被賦予了相同的相對(duì)伸縮比例，所謂相對(duì)伸縮比例系指這種比例與像曲面中的像坐標(biāo)原點(diǎn)和像網(wǎng)格的格數(shù)相關(guān)，這種源于歸一條件的關(guān)聯(lián)使得實(shí)體測(cè)站像網(wǎng)格和虛擬測(cè)站像網(wǎng)格不再相互獨(dú)立； 5)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在像曲面Pk中的度量轉(zhuǎn)換與無(wú)量綱化如下， 歸一映射B將大地坐標(biāo)系中集合D的每一個(gè)有量綱數(shù)據(jù)都I一I映射到無(wú)量綱的像曲面Pk中，實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站的每一次測(cè)位變化都會(huì)在像曲面Pk中產(chǎn)生一組像測(cè)位量，不同的測(cè)位對(duì)應(yīng)了不同的像測(cè)位量；在同一測(cè)位上，實(shí)體測(cè)站的每一次觀測(cè)又會(huì)在像曲面Pk中產(chǎn)生一組像觀測(cè)量，不同的觀測(cè)對(duì)應(yīng)了不同的像觀測(cè)量； 度量轉(zhuǎn)換與無(wú)量綱化參數(shù)，是指在歸一映射B意義下，同一測(cè)站的像測(cè)位量與像觀測(cè)量處于同一像網(wǎng)格中，存在一組度量轉(zhuǎn)換參數(shù)使得兩者之間得以相互表達(dá)，這樣的度量轉(zhuǎn)換參數(shù)是有量綱的，它的參與使得大地坐標(biāo)系中的每一個(gè)有量綱數(shù)據(jù)都被轉(zhuǎn)換為像曲面Pk中像網(wǎng)格的格數(shù)，同步完成從現(xiàn)實(shí)世界到像空間的度量轉(zhuǎn)換與無(wú)量綱化； 6)實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站在像曲面Pk中的像協(xié)同如下， 利用歸一映射B將被測(cè)目標(biāo)納入實(shí)體測(cè)站像網(wǎng)格，利用像曲面Pk中的度量轉(zhuǎn)換與無(wú)量綱化，在尺度f(wàn)下定義運(yùn)算，將實(shí)體測(cè)站像網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為虛擬測(cè)站像網(wǎng)格數(shù)據(jù)，在虛擬測(cè)站像網(wǎng)格中讀出被測(cè)目標(biāo)的格數(shù)； 7)返回大地坐標(biāo)系，獲得虛擬測(cè)站在已知大地坐標(biāo)點(diǎn)上的瞄準(zhǔn)參數(shù)如下， 在4)中，歸一映射B將大地坐標(biāo)系中三維空間點(diǎn)構(gòu)成的集合D中的元1-1映射到了像曲面Pk中，5)和6)實(shí)現(xiàn)了像網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以下通過(guò)像網(wǎng)格之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站在大地坐標(biāo)系中的協(xié)同； 綜合2)、3)和5)，通過(guò)歸一映射B的逆映射將虛擬測(cè)站像網(wǎng)格中的被測(cè)目標(biāo)格數(shù)還原成虛擬測(cè)站在大地坐標(biāo)系中虛擬測(cè)位上的瞄準(zhǔn)參數(shù)，包括虛擬測(cè)站瞄準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)時(shí)的水平位數(shù)據(jù)、航向角數(shù)據(jù)和仰俯角數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:基于超視瞄準(zhǔn)的過(guò)程得到虛擬測(cè)站瞄準(zhǔn)參數(shù)后，在無(wú)測(cè)距儀條件下進(jìn)行距離測(cè)量，包括根據(jù)實(shí)體測(cè)站的三維大地坐標(biāo)、虛擬測(cè)站的三維大地坐標(biāo)、實(shí)體測(cè)站的三維大地坐標(biāo)和虛擬測(cè)站的三維大地坐標(biāo)構(gòu)成的基準(zhǔn)線、實(shí)體測(cè)站瞄準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)及虛擬測(cè)站瞄準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)歐氏幾何方法，得到所有虛擬測(cè)站到被測(cè)目標(biāo)之間在大地坐標(biāo)系下的距離數(shù)據(jù)、實(shí)體測(cè)站到被測(cè)目標(biāo)之間在大地坐標(biāo)系下的距離數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:在無(wú)測(cè)距儀條件下遙測(cè)獲得目標(biāo)的三維大地坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)如下， 中央處理器(11)根據(jù)實(shí)體測(cè)站正北方向、實(shí)體測(cè)站三維大地坐標(biāo)、虛擬測(cè)站三維大地坐標(biāo)、實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站之間的距離、實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站瞄準(zhǔn)目標(biāo)的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)、實(shí)體測(cè)站和虛擬測(cè)站到目標(biāo)之間的距離計(jì)算得到目標(biāo)的三維大地坐標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:基于遙感影像和精確瞄準(zhǔn)的遙測(cè)獲取目標(biāo)點(diǎn)三維大地坐標(biāo)，步驟如下， 1)精準(zhǔn)確定測(cè)量目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)如下， 當(dāng)用戶通過(guò)在人機(jī)交互單元(12)的觸摸屏在搜索成像單元(3)獲取的大視場(chǎng)實(shí)景影像中點(diǎn)擊選取的目標(biāo)點(diǎn)時(shí)，中央處理器(11)以目標(biāo)點(diǎn)為新的分劃中心，向仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)到位，使軸線L指向目標(biāo)點(diǎn)；天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)獲取影像；中央處理器(11)在天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)獲取的高倍光學(xué)放大后的目標(biāo)點(diǎn)實(shí)景影像上進(jìn)行數(shù)碼變焦再放大，獲得光學(xué)和數(shù)碼兩級(jí)放大后的目標(biāo)點(diǎn)清晰影像； 2)精確瞄準(zhǔn)測(cè)量目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)如下，當(dāng)用戶通過(guò)在人機(jī)交互單元(12)的觸摸屏在光學(xué)和數(shù)碼兩級(jí)放大后的目標(biāo)點(diǎn)清晰影像中點(diǎn)擊選定的測(cè)量目標(biāo)時(shí)，中央處理器(11)以測(cè)量目標(biāo)為新的分劃中心，根據(jù)測(cè)量目標(biāo)位置向仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元⑶發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)到位，使軸線L指向測(cè)量目標(biāo)，完成對(duì)測(cè)量目標(biāo)的精確瞄準(zhǔn)； 3)中央處理器(11)計(jì)算得到測(cè)量目標(biāo)的三維大地坐標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:自主生成大地坐標(biāo)系下的三維物方影像。實(shí)現(xiàn)如下， 基于自主成像過(guò)程獲取物方影像后，遙感遙測(cè)系統(tǒng)停止攝取物方影像，三維姿態(tài)系統(tǒng)在目標(biāo)景物界定的搜索成像單元(3)或天文成像望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)的視場(chǎng)內(nèi)快速地連續(xù)掃描，超級(jí)測(cè)繪機(jī)和虛擬測(cè)站以全球定位系統(tǒng)時(shí)間為匹配標(biāo)準(zhǔn)，按基于超視瞄準(zhǔn)的過(guò)程瞄準(zhǔn)各目標(biāo)點(diǎn)，結(jié)合在無(wú)測(cè)距儀條件下進(jìn)行距離測(cè)量的結(jié)果，獲取各目標(biāo)點(diǎn)三維大地坐標(biāo)，中央處理器(11)將所獲之各目標(biāo)的三維大地坐標(biāo)匹配到目標(biāo)景物的物方影像中，得到大地坐標(biāo)系下的三維物方影像。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:使用具有全球定位和通信裝置的移動(dòng)設(shè)備為虛擬測(cè)站時(shí)，虛擬測(cè)站自動(dòng)尋的，實(shí)現(xiàn)方式如下， 超級(jí)測(cè)繪機(jī)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，中央處理器(11)通過(guò)通信單元(15)接受虛擬測(cè)站發(fā)來(lái)的虛擬測(cè)站位置信息及時(shí)間信息，用超視瞄準(zhǔn)方法連續(xù)解算虛擬測(cè)站在所述時(shí)間點(diǎn)瞄準(zhǔn)目標(biāo)的三維姿態(tài)數(shù)據(jù)，用在無(wú)測(cè)距儀條件下進(jìn)行距離測(cè)量的方式連續(xù)解算虛擬測(cè)站在所述時(shí)間點(diǎn)與目標(biāo)之間的距離數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信單元(15)同步向虛擬測(cè)站連續(xù)發(fā)布解算結(jié)果，虛擬測(cè)站據(jù)此調(diào)整飛行姿態(tài)或運(yùn)動(dòng)方向、飛行速度或運(yùn)動(dòng)速度，直至抵達(dá)目標(biāo)；所述目標(biāo)為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)或靜止目標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述所述超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:基于實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)和實(shí)時(shí)視頻，斷開第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，對(duì)任意移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行半自動(dòng)跟蹤測(cè)量；或者閉合第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，對(duì)特定移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行全自動(dòng)跟蹤測(cè)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:基于實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)和實(shí)時(shí)視頻，對(duì)任意移動(dòng)目標(biāo)的半自動(dòng)跟蹤測(cè)量的步驟如下， 1)進(jìn)入半自動(dòng)跟蹤測(cè)量工作模式，實(shí)現(xiàn)方式如下， 基于自動(dòng)成像方法連續(xù)獲取目標(biāo)影像，在人機(jī)交互單元(12)的觸摸屏上連續(xù)播放，斷開第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，進(jìn)入支持手動(dòng)操控的半自動(dòng)跟蹤測(cè)量工作模式； 2)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量，實(shí)現(xiàn)方式如下， 當(dāng)用戶以目視人機(jī)交互單元(12)的觸摸屏、手動(dòng)調(diào)整航向角和仰俯角的方式跟蹤移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，航向姿態(tài)單元(8)和仰俯姿態(tài)單元(6)同步向中央處理器(11)提供瞄準(zhǔn)移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)姿態(tài)數(shù)據(jù)；中央處理器(11)連續(xù)解算出移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)； 3)同步數(shù)據(jù)傳輸，由中央處理器(11)通過(guò)通信單元(15)遠(yuǎn)程傳輸移動(dòng)目標(biāo)的實(shí)時(shí)視頻和實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的跟蹤測(cè)量機(jī)器人，其特征在于:基于實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)和實(shí)時(shí)視頻，對(duì)特定移動(dòng)目標(biāo)的全自動(dòng)跟蹤測(cè)量的步驟如下， 1)搜索成像 單元(3)循環(huán)掃描搜索范圍，實(shí)現(xiàn)方式如下， 輸入搜索范圍后，中央處理器(11)協(xié)調(diào)相關(guān)工作單元同步工作，包括取與掃描搜索任務(wù)對(duì)應(yīng)的變倍參數(shù)Pi，通過(guò)變焦鏡組(3.7)將搜索成像單元(3)的放大倍數(shù)固定在Pi位置；閉合第一離合器(6.1)、第二離合器(8.1)，仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)帶動(dòng)紅外激光光源(2)、搜索成像單元(3)、天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，循環(huán)覆蓋搜索范圍；根據(jù)自動(dòng)成像過(guò)程，在搜索范圍內(nèi)連續(xù)獲取野外實(shí)景影像； 2)獲取目標(biāo)搜索數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)方式如下， 搜索成像單元(3)提供以搜索范圍為界的全局影像數(shù)據(jù)，天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)提供全局影像中每幅以其視場(chǎng)為界的單幅影像的分劃中心附近的局部影像詳細(xì)數(shù)據(jù)； 3)獲取待識(shí)別目標(biāo)影像，實(shí)現(xiàn)方式如下， 圖像識(shí)別單元(16)比對(duì)搜索成像單元(3)提供的全局影像數(shù)據(jù)，得到待識(shí)別目標(biāo)，中央處理器(11)根據(jù)待識(shí)別目標(biāo)在全局影像中的位置向仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，將橫軸(9)和豎軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)到位，使軸線L瞄準(zhǔn)待識(shí)別目標(biāo)，天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)獲取待識(shí)別目標(biāo)影像； 4)目標(biāo)識(shí)別，包括由圖像識(shí)別單元(16)比對(duì)天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)提供的待識(shí)別目標(biāo)影像數(shù)據(jù)和特定目標(biāo)的詳細(xì)特征數(shù)據(jù)，識(shí)別瞄準(zhǔn)對(duì)象； 5)跟蹤瞄準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)方式如下， 中央處理器(11)以圖像識(shí)別單元(16)提供的瞄準(zhǔn)對(duì)象為跟蹤瞄準(zhǔn)對(duì)象，指令仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)帶動(dòng)紅外激光光源(2)、搜索成像單元(3)和天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)連續(xù)運(yùn) 動(dòng)，使跟蹤瞄準(zhǔn)對(duì)象的影像始終保持在野外實(shí)景影像中的分劃中心位置；仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)同步向中央處理器(11)反饋?zhàn)藨B(tài)數(shù)據(jù)； 同時(shí)，搜索成像單元(3)以向中央處理器(11)提供包括特定目標(biāo)方位、環(huán)境在內(nèi)的周邊影像數(shù)據(jù)；天文望遠(yuǎn)鏡成像單元(5)向中央處理器(11)提供特定目標(biāo)的詳細(xì)影像數(shù)據(jù)； 6)跟蹤測(cè)量，包括由中央處理器(11)連續(xù)解算運(yùn)動(dòng)中的特定目標(biāo)的實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)； 7)航跡推算與再搜索，實(shí)現(xiàn)方式如下， 包括在設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)，中央處理器(11)按特定目標(biāo)在所保存每一時(shí)刻的三維大地坐標(biāo)數(shù)據(jù)和周邊影像數(shù)據(jù)，得到航跡推算函數(shù)；若搜索成像單元(3)在跟蹤特定目標(biāo)的過(guò)程中失鎖，則中央處理器(11)根據(jù)航跡推算函數(shù)推算其下一時(shí)間可能出現(xiàn)的空間位置，據(jù)此劃定目標(biāo)再搜索范圍并循環(huán)搜索，通過(guò)仰俯姿態(tài)單元(6)和航向姿態(tài)單元(8)使軸線L逐次瞄準(zhǔn)這些空間位置，等待特定目標(biāo)的再次出現(xiàn)； 8)同步數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)方式如下， 中央處理器(11)通過(guò)通信單元(15)遠(yuǎn)程傳輸特定目標(biāo)的實(shí)時(shí)影像和實(shí)時(shí)三維大地坐標(biāo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超級(jí)測(cè)繪機(jī)，其特征在于:所述搜索成像單元(3)包括第二電機(jī)(3.1)、第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第六蝸輪(3.3)、第六蝸桿(3.4)、第四編碼器(3.5)、第一物鏡(3.6)、第一調(diào)焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(3.10)，第一物鏡(3.6)、第一調(diào)焦鏡(3.8)、第一成像鏡組(3.9)、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)(XD模塊(3.10)依次連接，第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第二電機(jī)(3.1)、第六蝸桿(3.4)、第四編碼器(3.5)依次連接，第六蝸桿(3.4)與第六蝸輪(3.3)嚙合,第六蝸輪(3.3)連接第一調(diào)焦鏡(3.8)，中央處理器(11)和第二驅(qū)動(dòng)電路(3.2)、第四編碼器(3.5)、第一雙濾光片結(jié)構(gòu)CCD模塊(3.10)分別連接。
【文檔編號(hào)】G01C15/00GK103837143SQ201410113596
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】許凱華 申請(qǐng)人:許凱華