CN107576312A - 一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法，包括：S1、航空器到达目标位置，将第一镜片组切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第一镜片组拍摄第一方向的图像；第一方向包括四个视角；S2、通过镜片机构切换第二镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第二镜片组拍摄第二方向的图像；第二方向包括四个视角；S3、通过镜片机构切换第三镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第三镜片组拍摄第三方向的图像；第三方向包括四个视角。本发明通过调整镜片组的状态实现从空中向地面十二个不同视角的拍摄，可靠性强，定位准确性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法。
背景技术
机载倾斜摄影是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新航拍技术,它通过在同一飞行平台上搭载摄影角度不同的多台传感器，来采集地物不同侧面的空间影像。机载倾斜摄影颠覆了传统航拍的垂直摄影模式,它所采集的多角度倾斜影像符合人眼视觉的真实直观世界,空间信息更丰富、完整、友好,具有广泛的应用前景。然而,世界上现有机载倾斜摄影***普遍均存在设计复杂、仪器大型化、造价昂贵、运行成本高的缺点,且单一的、接近40度的倾斜摄影角度设计主要是为了满足景观覆盖的目的,并不能很好适应测绘行业影像测图的需要。近年来,基于无人机、无人飞艇的低空遥感技术得到了较快的发展,高性能CCD相机的分辨率可达数千万级像素,利用搭载在无人飞行平台上的、摄影角度设计及整体布局合理的多个CCD(电器耦合器件，Charge Coupled Device)相机进行低空摄影不仅能为自然灾害评估、军事情报收集、应急指挥、城市管理等应用提供低成本、实时的高清倾斜影像数据,还能满足测绘行业测图及其它三维空间信息处理的需要。
目前使用的航空倾斜摄影装置普遍采用多个内置相机，通过不同角度的摆放，实现多个角度拍摄，以获取地面的全景图像。为了减少整机重量和成本，通常采用转动内置相机实现多角度拍摄，以减少内置相机数量。由于内置相机自身的体积和重量较大，转动时会引起整机震动也较大，同时也增加了电量的消耗，不利于航空摄影。
上述技术方案的缺陷在于：
1、装置重量较大，整机震动明显；
2、相机转动结构复杂，精度低，可靠性差；
3、相机转动周期长，在一定重叠率要求下，拍摄效率和质量会下降。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法，通过调整镜片组的状态实现从空中向地面十二个不同视角的拍摄，四个内置相机实现十二个内置相机的拍摄效果，相机固定，减小失效风险，可靠性强，定位准确性高。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机固定在航空器上，方法包括：
S1、航空器到达目标位置，将第一镜片组切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第一镜片组拍摄第一方向的图像；第一方向包括四个视角；
S2、通过镜片机构切换第二镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第二镜片组拍摄第二方向的图像；第二方向包括四个视角；
S3、通过镜片机构切换第三镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第三镜片组拍摄第三方向的图像；第三方向包括四个视角；完成该目标位置十二个视角的图像拍摄；
上述十二个视角的拍摄角度均不相同。
本发明中，镜片组用于反射光线进入相机；
本发明中，通过镜片机构切换镜片组的位置，改变四台相机前的镜片，从而采用四个相机即实现十二个方向的拍摄；相机固定，镜片机构只有一个自由度运动，传动结构简单，定位精度高，内置相机拍摄的照片相互重叠，可以减少航拍重叠率要求，增加航线的间隔，提高工作效率，从而更加适应航空摄影。
根据本发明另一具体实施方式，第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组均包括四个空间角度不同的镜片。每一镜片组中的四个镜片分别对应第一相机、第二相机、第三相机、第四相机设置，每一镜片组提供四个不同空间角度的拍摄方向。
根据本发明另一具体实施方式，每一镜片组到达工作位置时，其四个镜片分别对应第一相机、第二相机、第三相机、第四相机。
根据本发明另一具体实施方式，第一相机、第二相机并排设在镜片机构的一侧，第三相机相对第一相机设置在镜片机构的另一侧，第四相机相对第二相机设置在镜片机构的另一侧。
根据本发明另一具体实施方式，镜片机构为旋转式镜片机构，通过旋转式镜片机构完成第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向，例如转盘式镜片调节结构，镜片组以转盘旋转轴为中心进行位置的切换。
根据本发明另一具体实施方式，第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组均匀设置在旋转式镜片机构上，相邻镜片组间距为60度，每一镜片组中的镜片对应设置在转盘的两侧，分别对应第一相机、第二相机、第三相机、第四相机。
根据本发明另一具体实施方式，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机并排设置，其设置在镜片机构的同侧，四个相机的朝向一致。
根据本发明另一具体实施方式，第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组均匀设置在旋转式镜片机构上，相邻镜片组间距为120度。每一镜片组中的四个镜片顺序设置在转盘上，对应第一相机、第二相机、第三相机、第四相机。
根据本发明另一具体实施方式，镜片机构为平移式镜片机构，通过平移式镜片机构，完成第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向。
根据本发明另一具体实施方式，镜片机构的动力部件为舵机。
本发明中的有益之处是：相机固定，电性连接，减小失效风险，同时由于镜片动作，其质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小；只有一个自由度的运动，传动结构简单，定位精度高。内置相机拍摄的照片相互重叠，可以减少航拍重叠率要求，增加航线的间隔，提高工作效率，从而更加适应航空摄影。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是实施例1的一种采用用于航空器的十二个视角倾斜摄影的实现方法的倾斜摄影装置的整体结构示意图；
图2是实施例1的一种采用用于航空器的十二个视角倾斜摄影的实现方法的倾斜摄影装置的整体结构示意图，其显示了第一方向；
图3是实施例1的一种采用用于航空器的十二个视角倾斜摄影的实现方法的倾斜摄影装置的整体结构示意图，其显示了第二方向；
图4是实施例1的一种采用用于航空器的十二个视角倾斜摄影的实现方法的倾斜摄影装置的整体结构示意图，其显示了第三方向。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种用于航空器的十二个视角倾斜摄影的实现方法，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机设置在航空器上，其包括如下步骤：
S1、航空器到达目标位置，将第一镜片组的四个空间角度不同的固定式镜片切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第一镜片组拍摄第一方向的图像，其中第一相机、第二相机、第三相机、第四相机并排设置；第一方向包括四个视角，例如图2中所示的下侧的四个视角(以第一相机镜头的朝向为前)；
S2、通过镜片机构切换第二镜片组的四个空间角度不同的固定式镜片切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第二镜片组拍摄第二方向的图像；第二方向包括四个视角，例如图3中所示的左侧的四个视角；
S3、通过镜片机构切换第三镜片组的四个空间角度不同的固定式镜片切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机通过第三镜片组拍摄第三方向的图像；第三方向包括四个视角，例如图4中所示的右侧的四个视角；完成该目标位置十二个视角的图像拍摄。
一种实现本实施例方法的倾斜摄影装置，如图1所示，包括：相机组1、镜片机构2、用于驱动镜片机构的驱动机构3。
相机组包括第一相机组11和第二相机组12，第一相机组11包括第一相机、第二相机，第二相机组12包括第三相机、第四相机，镜片机构安装在基座上，其包括十二个镜片21、支撑组件，支撑组件包括转盘221和十二个连接杆222；第一相机组11和第二相机组12相对设置于转盘221的两侧，其安装在基座上；镜片21，用于反射光线进入相机的镜头，其安装在支撑组件上；镜片21分为三组，每一组镜片组包括4个镜片21，每一组镜片组的4个镜片分为两对，每一组镜片组的两对镜片相对设置于转盘221的两侧；转盘221水平设置于航空器上，位于第一相机组11和第二相机组12之间，，每一镜片均通过连接杆222与转盘221连接；驱动机构3用来驱动转盘221的转动，驱动机构3可为舵机。
本装置中，连接杆与镜片一一对应设置，连接杆222与镜片21的数目一致，均为12个。参见图2-图4(图中虚线部分显示了拍摄区域)，通过转盘221转动带动镜片21转动，使正对4个相机的镜头的前方的镜片不同，从而实现十二个方向的拍摄，进而实现全景图像的获取。
本装置中，采用两两对称的四台固定放置的内置相机，内置相机中间放置镜片机构，镜片机构上面按照拍摄需求放置三组共十二面镜片，镜片机构旋转时，通过镜片反射光线进入相机，从而实现十二个方向的拍摄。通过转动镜片实现多角度拍摄，四个内置相机实现十二个内置相机的拍摄效果。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
Claims (9)
1.一种用于航空器的十二个视角的倾斜摄影方法，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机固定在所述航空器上，其特征在于，所述方法包括：
S1、航空器到达目标位置，将第一镜片组切换至工作位置，所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机通过所述第一镜片组拍摄第一方向的图像；所述第一方向包括四个视角；
S2、通过镜片机构切换所述第二镜片组至工作位置，所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机通过所述第二镜片组拍摄第二方向的图像；所述第二方向包括四个视角；
S3、通过所述镜片机构切换所述第三镜片组至工作位置，所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机通过所述第三镜片组拍摄第三方向的图像；所述第三方向包括四个视角；完成该目标位置十二个视角的图像拍摄；
上述十二个视角的拍摄角度均不相同。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一镜片组、所述第二镜片组、所述第三镜片组均包括四个空间角度不同的镜片。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，每一镜片组到达工作位置时，其四个镜片分别对应所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机并排设在所述镜片机构的一侧，所述第三相机相对所述第一相机设置在所述镜片机构的另一侧，所述第四相机相对所述第二相机设置在所述镜片机构的另一侧。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述镜片机构为旋转式镜片机构，通过所述旋转式镜片机构完成所述第一镜片组、所述第二镜片组、所述第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一镜片组、所述第二镜片组、所述第三镜片组均匀设置在所述旋转式镜片机构上，相邻镜片组间距为60度。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机并排设置。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一镜片组、所述第二镜片组、所述第三镜片组均匀设置在所述旋转式镜片机构上，相邻镜片组间距为120度。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜片机构为平移式镜片机构，通过所述平移式镜片机构，完成所述第一镜片组、所述第二镜片组、所述第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向。
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