自动跟踪方法和测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及自动跟踪方法和测量装置。本发明专利技术提供一种自动跟踪方法，包括：检测来自被支撑在运动物体（３０）上的目标（３１）的光点（３７）的光点检测步骤；获取目标和运动物体的运动图像的步骤；基于光点的检测进行跟踪的步骤；基于运动图像与所述跟踪并行地执行图像跟踪的步骤；比较通过所述跟踪获得的目标位置与通过图像跟踪获得的图像位置的步骤；在目标位置和图像位置在预定范围内的情形下基于所述跟踪的结果进行跟踪的步骤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动跟踪方法和具有跟踪功能的测量装置。
技术介绍
作为用于进行距离、水平角和垂直角测定的测量装置，在过去已经知道了具有跟 踪功能的测量装置。在这种类型的测量装置中，测量装置通过设置在该测量装置上的准直 望远镜来校准物体反射器(目标)，例如角隅棱镜(corner cube)，并且通过准直望远镜来 投射跟踪光。然后，测量装置通过准直望远镜来接收并检测来自目标的反射光，并且当目标 运动时，检测反射光(来自目标)的光电探测位置和准直中心之间的偏差。基于该偏差，测 量装置调整准直方向并自动跟踪目标。通常，在具有跟踪功能的测量装置中，在测量装置侧没有分配操作者。目标由测量 操作者支撑，或者目标被安装在诸如推土机的施工机械上。随着操作的进行，目标运动并且 测量装置跟踪该运动目标。然而，可能存在诸如下述的情形一种情形是目标的运动速率超过测量装置跟随 的速度并且目标偏离准直望远镜的视野，或者一种情形是来自反射物体(例如窗玻璃)的 反射光被投射到测量装置，或者一种情形是多个目标互相经过并且来自两个或更多目标的 反射光进入测量装置，或者一种情形是诸如汽车的交通工具在目标前面经过并且反射光被 截断，或者其它情形。在这些情形中，测量装置可能在视界外错过目标或者可能因失误而认 出目标并且不能跟踪目标，以及自动跟踪可能被中断。这些状况是由下列情形引起的在一般类型的准直望远镜的情况下，视场角 (field angle)(视角)小到大约1°并且用于自动跟踪的反射光的检测范围太小。当跟踪操作被中断时，测量装置开始搜索目标的操作。在搜索操作中，在投射跟踪 光的同时通过在预定范围内沿上下方向和左右方向旋转准直望远镜来执行扫描，并且检测 目标。然而，如上所述，准直望远镜的视场角(视角)小到大约1°。为了重新检测目标， 需要具有更细的扫描间距并且增加扫描操作的次数。因此，当跟踪被中断时，在再次检测到 目标并且能够开始跟踪的时刻之前需要大量时间。另外，在光路频繁地被障碍物截断的工 作条件下，可能出现测定操作的效率极大降低的问题。在目标从准直望远镜的视野极大偏离的情形下或者在其它情形下，目标不能被再 次检测到并且测量操作本身可能停止。在JP-A-7-198383、JP-A-2000-346645、JP-A-2004-170354 中均公开了具有跟踪功能的测量装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有跟踪功能的测量装置，通过该测量装置可以防止在 投射多个反射光的情形下或者在检测到来自物体而不是来自物体反射器的反射光的情形5下，因不正确地识别物体反射器而引起的错误测定，而且在物体反射器从视界消失的情形 下，可以快速检测到物体反射器，以减少在恢复自动跟踪之前的时间，并且改善测定操作的效率。为了实现上述目标，本专利技术提供一种自动跟踪方法，包括检测来自被支撑在运动 物体(moving object)上的目标的光点的光点检测步骤；获取目标和运动物体的运动图像 的步骤；基于光点的检测进行跟踪的步骤；基于运动图像与所述跟踪并行地执行图像跟踪 的步骤；比较通过所述跟踪获得的目标位置与通过图像跟踪获得的图像位置的步骤；在目 标位置和图像位置在预定范围内的情形下基于所述跟踪的结果进行跟踪的步骤。此外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中所述跟踪步骤是用于投射激光 束并且基于来自被支撑在运动物体上的目标的反射光来检测光点的激光跟踪步骤。另外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中所述跟踪步骤是用于检测由被 支撑在运动物体上的目标的发光产生的光点的跟踪发光目标的步骤。此外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，进一步包括在目标位置和图像位置 不在预定范围内的情形下或者在光点没有被检测到并且不能获得目标位置的情形下，继续 图像跟踪并通过基于图像位置将激光束投射到预定范围来执行目标搜索的步骤。另外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中从运动图像中运动物体的图像 提取模板图像，由模板图像准备直方图，并且基于直方图进行图像跟踪。此外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中该直方图是颜色直方图或明度 (lightness)直方图。另外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中该直方图是通过边 缘处理获得的边缘梯度的直方图。此外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中在图像跟踪中使用粒子滤波。另 外，本专利技术提供如上所述的自动跟踪方法，其中在粒子滤波中在模板图像周围产生多个粒 子，并且由所述粒子的加权平均值确定模板图像的位置。此外，本专利技术提供如上所述的自动 跟踪方法，其中基于目标的距离测定数据和角度测定数据来判断运动物体的速率和运动方 向，并且控制粒子的产生位置以匹配运动物体的运动。另外，本专利技术提供如上所述的自动跟 踪方法，其中基于很短时间之前的位置和现在位置的位置之间的差或者基于似然值来控制 粒子的产生。此外，本专利技术提供一种自动跟踪方法，包括获取被支撑在运动物体上的目标的运 动图像和运动物体的运动图像的步骤；基于运动图像对目标进行跟踪的目标跟踪步骤；基 于运动图像对运动物体进行跟踪的运动物体跟踪步骤；对从目标跟踪步骤获得的目标位置 与从运动物体跟踪步骤获得的运动物体位置进行比较的跟踪比较步骤；以及在目标位置和 运动物体位置在预定范围内的情形下基于所述跟踪步骤的结果执行跟踪的步骤。另外，本专利技术提供一种测量装置，包括用于接收和检测来自被运动物体支撑的目 标的反射光的第一图像拾取单元；用于获取目标和运动物体的运动图像的运动图像拾取单 元；用于将第一图像拾取单元和运动图像拾取单元的准直方向改变到水平方向和垂直方向 的驱动单元；用于基于来自第一图像拾取单元的图像检测光点的光点检测处理单元；用于 基于运动图像拾取单元的所拾取的图像执行图像处理以进行图像跟踪的图像跟踪处理单 元；用于基于光点检测处理单元的处理结果和图像跟踪处理单元的处理结果来控制驱动单 元以便第一图像拾取单元和运动图像拾取单元指向目标的控制运算单元，其中控制运算单元控制驱动单元以便基于光点检测处理单元的检测结果来执行跟踪，并且以便基于图像跟 踪处理单元的处理结果与所述跟踪并行地执行图像跟踪。此外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其中所述跟踪是用于投射激光束以及用 于检测来自被支撑在运动物体上的目标的反射光的激光跟踪。另外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其中所述跟踪是用于基于被支撑在运动 物体上的目标的发光检测光点的发光目标跟踪。此外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其中在通过激光跟踪获得的光点位置和 通过图像跟踪获得的图像位置在预定范围内的情形下，控制运算单元基于通过激光跟踪获 得的结果识别目标。另外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其中在通过激光跟踪获得的光 点位置和通过图像跟踪获得的图像位置不在预定范围内的情形下，或者在不能获得光点位 置的情形下，控制运算单元控制驱动单元以便基于通过图像跟踪获得的图像位置在预定范 围内利用激光束执行搜索，并且以便检测目标。此外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其 中控制运算单元具有用于粒子滤波处理的程序，并且图像跟踪处理单元通过粒子滤波执行 图像跟踪处理。另外，本专利技术提供如上所述的测量装置，其中控制运算单元从运动图像拾取 单元的图像提取运动物体图像，由运动物体图像产生直方图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪方法，包括：检测来自被支撑在运动物体上的目标的光点的光点检测步骤；获取所述目标和所述运动物体的运动图像的步骤；基于光点的检测进行跟踪的步骤；基于所述运动图像与所述跟踪并行地执行图像跟踪的步骤；比较通过所述跟踪获得的目标位置与通过所述图像跟踪获得的图像位置的步骤；在所述目标位置和所述图像位置在预定范围内的情形下基于所述跟踪的结果进行跟踪的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大谷仁志，古明地隆浩，生驹哲一，川本一彦，
申请(专利权)人：株式会社拓普康，
类型：发明
国别省市：JP