[发明专利]用于确定点的角度和位置的方法和系统

权利要求书

1.一种用于确定目标点的方位角的设备，包括：

支撑结构；

成像装置，耦合到所述支撑结构并被配置为提供图像数据；

定位测量装置，耦合到所述支撑结构并被配置为确定定位信息；以及

处理器，与所述成像装置和所述定位测量装置电通信，其中所述处理器被配置为：

从所述成像装置接收所述图像数据；

从所述定位测量装置接收所述定位信息；

确定第一定位与第二定位之间的基线；

确定重叠图像之间的取向；以及

计算所述目标点相对于所述基线的方位角。

2.根据权利要求1的设备，还包括：

倾斜传感器，被配置为确定所述支撑结构相对于局部重力矢量的竖直对准。

3.根据权利要求2的设备，还包括：

距离测量装置，耦合到所述支撑结构；以及

竖直角度传感器，耦合到所述支撑结构并被配置为确定所述距离测量装置相对于所述支撑结构的竖直角度，其中所述距离测量装置和所述竖直角度传感器与所述处理器电通信，并且其中所述处理器被进一步配置为：

从所述距离测量装置接收距离信息；

从所述竖直角度传感器接收角度信息；以及

计算所述目标点在局部坐标框架中的坐标。

4.根据权利要求1的设备，其中所述定位测量装置包括反射性目标。

5.根据权利要求1的设备，其中所述成像装置被校准以提供所述图像数据的元素之间的角关系。

6.根据权利要求1的设备，其中所述定位测量装置包括全球导航卫星系统。

7.根据权利要求1的设备，其中所述成像装置包括数字照相机。

8.根据权利要求1的设备，其中所述支撑结构包括具有沿其长度延伸的竖直轴的杆，并且其中所述成像装置的光学中心与所述杆的所述竖直轴对准。

9.一种确定目标点的方位角的方法，所述方法包括：

将成像装置设置在第一位置处；

关于参考定位定向所述成像装置；

从所述第一位置获得表面的第一图像；

确定所述第一位置的定位；

关于所述目标点定向所述成像装置；

从所述第一位置获得所述表面的第二图像；其中所述第一图像的一部分重叠所述第二图像的一部分；

确定所述第一图像相对于所述第二图像的取向；以及

确定所述目标点相对于所述参考定位的方位角。

10.根据权利要求9的方法，还包括：

确定从所述第一位置到所述目标点的距离；以及

计算所述目标点在局部坐标框架中的坐标。

11.根据权利要求9的方法，还包括：

从第二位置获得第三图像，其中所述参考定位包括从所述第一位置延伸到所述第二位置的基线，并且其中使用从所述第一位置获得的所述第一图像与从所述第二位置获得的所述第三图像的重叠部分关于所述参考定位定向所述第一图像。

12.根据权利要求9的方法，其中第二目标点位于所述第二图像内，所述表面是基本平坦的，所述方法还包括：

使用所述成像装置的校准来计算所述第二目标点在局部坐标框架中的坐标。

13.一种确定目标点在局部坐标框架中的坐标的方法，所述方法包括：

计算作为第一位置和第二位置的函数的基线；

使用成像装置从所述第二位置获得表面的第一图像；

相对于所述基线定向所述第一图像；

将所述成像装置与所述目标点对准；

在所述成像装置与所述目标点对准的情况下，从所述第二位置获得所述表面的第二图像；

确定所述第二图像相对于所述第一图像的取向；

计算所述目标点的方位角；

确定从所述第二位置到所述目标点的距离；以及

计算所述目标点在所述局部坐标框架中的坐标。

14.根据权利要求13的方法，还包括从所述第一定位获得第三图像，其中使用所述第一图像和所述第三图像的重叠部分相对于所述基线定向所述第一图像。