CN112964230A - 一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其包括无人机、采集相机以及缓震支腿，其中，所述无人机的下端面竖直安装有单个采集相机，且，所述无人机的侧边通过连接块倾斜设置有多个采集相机，所述无人机多个旋翼支臂的下方均安装有缓震支腿；位于无人机侧边的多个所述采集相机可相对连接块进行一定范围内的转动，以便调节采集相机的倾斜角度；所述缓震支腿为可伸缩弹性结构，便于收纳以及对无人机着地时产生的冲击力进行缓冲。
Description
技术领域
本发明属于地图测量技术领域，具体是一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备。
背景技术
倾斜摄影技术是通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界，它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维城市模型，然而据调查发现，目前现有的基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备往往存在以下问题：
1.采集相机的镜头主体暴露在外界环境中，使得镜头主体受外界环境影响较大，容易堆积灰尘以及形成水雾，严重影响实景采集效果；
2.四个倾斜设置的采集相机为固定式结构，无法根据飞行高度的对采集相机的倾斜角进行调节，从而使得整个装置仅能在极小的高度范围内进行影像采集工作，局限性较大；
3.没有清洁组件，无法在装置工作时对防护玻璃上的灰尘以及水雾进行及时有效地清理，从而影响实景采集工作的正常进行。
因此，本领域技术人员提供了一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其包括无人机、采集相机以及缓震支腿，其中，所述无人机的下端面竖直安装有单个采集相机，且，所述无人机的侧边通过连接块倾斜设置有多个采集相机，所述无人机多个旋翼支臂的下方均安装有缓震支腿；位于无人机侧边的多个所述采集相机可相对连接块进行一定范围内的转动，以便调节采集相机的倾斜角度；
所述缓震支腿为可伸缩弹性结构，便于收纳以及对无人机着地时产生的冲击力进行缓冲。
进一步，作为优选，所述连接块包括调节杆以及承接座，所述连接块的底部开设有扇形空间，且，所述扇形空间内转动设置有承接座，所述承接座的上方处于扇形空间内部的一侧与转动设置在扇形空间内的调节杆转动连接。
进一步，作为优选，所述采集相机包括防护套壳、清刷组件以及镜头主体，所述防护套壳的下端面中部安装有镜头主体，所述清刷组件转动设置在防护套壳的上端；
所述防护套壳的外表面上均匀圆周布有多个湿度传感器；
所述防护套壳的下端面上安装有防护玻璃，用于对镜头主体进行防护。
进一步，作为优选，所述防护套壳包括支撑杆、传动套管以及直流电机，所述传动套管套设在支撑杆的外部，且，所述传动套管的外表面通过轴承转动设置在防护套壳的顶端，所述支撑杆的底端与防护套壳固定连接，所述传动套管的下端由固定在防护套壳上的直流电机通过锥齿轮驱动转动；
所述传动套管向上延伸至防护套壳外侧的部分表面开设有直纹外花齿；
所述传动套管的内径大于支撑杆的外径。
进一步，作为优选，所述清刷组件包括调节臂以及清洁板，所述清洁板转动设置在调节臂的下端，且，其由固定在调节臂下端的步进电机驱动转动；
所述调节臂的上端转动套设在支撑杆的外侧，且，其与传动套管的对应部分圆周开设有直纹内花齿，所述直纹内花齿与传动套管的直纹外花齿相匹配卡合。
进一步，作为优选，所述清洁板包括支撑底壳、刮板以及弹性板，所述刮板固定安装在支撑底壳的左侧，所述弹性板的两端均转动安装有连杆，且，所述连杆的底端通过弹簧二滑动设置在支撑底壳的两端，且，所述弹性板的底端通过多个弹簧三与支撑底壳弹性连接；
所述支撑底壳、刮板以及弹性板的横截面均为弧形结构，且均与防护玻璃的弧度相匹配。
进一步，作为优选，所述弹性板的上端面上均匀设置有多个刷体。
进一步，作为优选，所述刷体包括承接壳体、刷盘以及微型电机，所述承接壳体的上端面上均匀转动设置有多个刷盘，多个所述刷盘之间通过齿轮啮合传动，且，位于中部的刷盘由固定在弹性板内的微型电机驱动转动；
所述承接壳体的底端固定在弹性板上；
所述刷盘上均匀布有柔性毛刷。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本设备中通过在防护壳体的下端面设置有防护玻璃，使得镜头主体与外界环境相隔离，防止灰尘以及水雾直接堆积在镜头主体上，从而影响实镜头主体的拍摄效果，保证了镜头主体表面的清洁性，进而提高实景采集效果；
2.在连接块中，通过调节杆可控制承接座在一定范围内进行转动，从而带动固定在承接座上的采集相机进行转动，进而实现对采集相机倾斜角的调节，使得本设备可在不同高度均具有较好地实景采集效果，从而适应于不同地形的实景地图采集测量工作，大大提高了适应性；
3.本设备中设置有清刷组件，可对防护玻璃上的灰尘以及水雾进行及时高效地清理，使得防护玻璃表面始终处于洁净状态，从而提高镜头主体对实景地图的采集效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的剖面结构示意图；
图3为本发明中单个采集相机的结构示意图；
图4为为本发明中清洁板的立体结构示意图；
图5为为本发明中清洁板的剖面结构示意图；
图6为为本发明中A处放大结构示意图；
图中：1、无人机；2、连接块；3、采集相机；4、缓震支腿；5、清洁板；6、刷体；21、调节杆；22、承接座；31、防护套壳；32、清刷组件；33、防护玻璃；34、镜头主体；51、支撑底壳；52、刮板；53、弹性板；61、承接壳体；62、刷盘；63、微型电机；311、直流电机；312、支撑杆；313、传动套管；314、湿度传感器；321、调节臂；322、步进电机；531、连杆；532、弹簧二。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其包括无人机1、采集相机3以及缓震支腿4，其中，所述无人机1的下端面竖直安装有单个采集相机3，且，所述无人机1的侧边通过连接块2倾斜设置有多个采集相机3，也就是说，多个采集相机3分别通过一个垂直和四个倾斜五个不同角度对目标区域进行实景地图采集，使得其采集的图像符合人眼视觉的真实直观世界，从而实现对目标区域地图的高精度测量以及生成真实的三维实景地图模型；所述无人机1多个旋翼支臂的下方均安装有缓震支腿4；位于无人机1侧边的多个所述采集相机3可相对连接块2进行一定范围内的转动，以便调节采集相机3的倾斜角度，受地理环境的影响，在不同工况下，无人机1上升的高度也会有所差异，因此，通过改变采集相机3的倾斜角度可以适应不同高度下的高精度实景采集工作；
所述缓震支腿4为可伸缩弹性结构，便于收纳以及对无人机1着地时产生的冲击力进行缓冲。
参阅图2，本实施例中，所述连接块2包括调节杆21以及承接座22，所述连接块2的底部开设有扇形空间，且，所述扇形空间内转动设置有承接座22，所述承接座22的上方处于扇形空间内部的一侧与转动设置在扇形空间内的调节杆21转动连接，通过调节杆21的伸缩带动承接座22转动，从而带动采集相机3转动以实现调整采集相机倾斜角度的目的，进而更好地适应不同高度下高精度的实景地图测量以及采集工作。
作为较佳的实施例，所述采集相机3包括防护套壳31、清刷组件32以及镜头主体33，所述防护套壳31的下端面中部安装有镜头主体33，所述清刷组件32转动设置在防护套壳31的上端；
所述防护套壳31的外表面上均匀圆周布有多个湿度传感器314，多个所述湿度传感器314用于检测采集相机3周围环境中的湿度，当超过设定阈值时会自动启动清刷组件32对防护玻璃33进行清洁，从而保证采集影像的清晰度；
所述防护套壳31的下端面上安装有防护玻璃33，用于对镜头主体33进行防护。
参阅图3，本实施例中，所述防护套壳31包括支撑杆312、传动套管313以及直流电机311，所述传动套管313套设在支撑杆312的外部，且，所述传动套管313的外表面通过轴承转动设置在防护套壳31的顶端，所述支撑杆312的底端与防护套壳31固定连接，所述传动套管313的下端由固定在防护套壳31上的直流电机311通过锥齿轮驱动转动；
所述传动套管313向上延伸至防护套壳31外侧的部分表面开设有直纹外花齿；
所述传动套管313的内径大于支撑杆312的外径，防止支撑杆312转动过程中与传动套管313的内壁相接触，由于摩擦而产生抖动，造成采集画面模糊，从而提高了整体的稳定性以及采集影像的清晰度。
本实施例中，所述清刷组件32包括调节臂321以及清洁板5，所述清洁板5转动设置在调节臂321的下端，且，其由固定在调节臂321下端的步进电机322驱动转动，通过步进电机322可控制清洁板5在90°范围内进行转动，也就是说，当清洁板5不工作时处于水平状态，防止对镜头主体34的采集区域造成遮挡，而当清洁板5需要介入工作时，则由步进电机322控制清洁板5转动至竖直状态，并通过围绕支撑杆312匀速旋转对防护玻璃33的表面进行清洁；
所述调节臂321的上端转动套设在支撑杆312的外侧，且，其与传动套管313的对应部分圆周开设有直纹内花齿，所述直纹内花齿与传动套管313的直纹外花齿相匹配卡合。
参阅图4，本实施例中，所述清洁板5包括支撑底壳51、刮板52以及弹性板53，所述刮板52固定安装在支撑底壳51的左侧，所述弹性板53的两端均转动安装有连杆531，且，所述连杆531的底端通过弹簧二532滑动设置在支撑底壳51的两端，且，所述弹性板53的底端通过多个弹簧三与支撑底壳51弹性连接，此中，所述弹性板53可相对连杆531转动的同时也可相对支撑壳体51滑动，由于防护玻璃33表面所吸附颗粒的大小不一，对弹性板53的不同位置产生的作用力也不相同，而弹性板53的扭动以及滑动可以对不同的作用力进行有效地缓冲，防止由于作用力过大而损坏防护玻璃33，进而使得采集的影响更加清晰；
所述支撑底壳51、刮板52以及弹性板53的横截面均为弧形结构，且均与防护玻璃33的弧度相匹配。
参阅图5，作为较佳的实施例，所述弹性板53的上端面上均匀设置有多个刷体6，多个刷体6均匀分布在弹性板53的弧形表面上，使得刷体6与防护玻璃33的外表面充分贴合，从而提高对防护玻璃33表面的清洁效果。
参阅图6，本实施例中，所述刷体6包括承接壳体61、刷盘62以及微型电机63，所述承接壳体61的上端面上均匀转动设置有多个刷盘62，多个所述刷盘62之间通过齿轮啮合传动，且，位于中部的刷盘62由固定在弹性板53内的微型电机63驱动转动；
所述承接壳体61的底端固定在弹性板53上；
所述刷盘62上均匀布有柔性毛刷，柔性毛刷在具有较好清洁效果的同时还可有效防止在防护玻璃33上留下划痕，影响镜头主体34采集影响的清晰度，进而提高实景地图测量的精度。
具体地，首先，控制无人机使其上升到待测量区域的上空，并根据传回的影像通过调节杆对采集相机的倾斜角度进行调节，直至采集的画面清晰完整，而后，控制无人机缓慢飞行对目标区域进行实景地图采集，在采集过程中，当需要对防护玻璃表面进行清理时，首先，由步进电机控制清洁板向下转动90°，而后，微型电机介入工作，并带动对应刷盘转动，此时，由直流电机带动清刷组件匀速转动，从而使得清洁板上的柔性毛刷对防护玻璃表面进行清刷，同时，由刮板对清刷后的防护玻璃表面进行二次刮除清洁，直至画面清晰；清洁完成后，直流电机以及微型电机均停止工作，由步进电机带动清洁板向上转动恢复至原位，此中，需要注意的是，本设备中通过采集相机外部的多个湿度传感器可对周围环境湿度进行检测，一旦超过设定阈值后，清刷组件自动介入工作；同时，也可由工作人员根据画面清晰程度判断防护玻璃是否有清洁需求，并远程控制清刷组件工作；目标区域采集完成后，控制无人机至平整地面并使其缓慢降落即可。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其包括无人机(1)、采集相机(3)以及缓震支腿(4)，其中，所述无人机(1)的下端面竖直安装有单个采集相机(3)，且，所述无人机(1)的侧边通过连接块(2)倾斜设置有多个采集相机(3)，所述无人机(1)多个旋翼支臂的下方均安装有缓震支腿(4)；其特征在于：位于无人机(1)侧边的多个所述采集相机(3)可相对连接块(2)进行一定范围内的转动，以便调节采集相机(3)的倾斜角度；
所述缓震支腿(4)为可伸缩弹性结构，便于收纳以及对无人机(1)着地时产生的冲击力进行缓冲。
2.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述连接块(2)包括调节杆(21)以及承接座(22)，所述连接块(2)的底部开设有扇形空间，且，所述扇形空间内转动设置有承接座(22)，所述承接座(22)的上方处于扇形空间内部的一侧与转动设置在扇形空间内的调节杆(21)转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述采集相机(3)包括防护套壳(31)、清刷组件(32)以及镜头主体(33)，所述防护套壳(31)的下端面中部安装有镜头主体(33)，所述清刷组件(32)转动设置在防护套壳(31)的上端；
所述防护套壳(31)的外表面上均匀圆周布有多个湿度传感器(314)；
所述防护套壳(31)的下端面上安装有防护玻璃(33)，用于对镜头主体(33)进行防护。
4.根据权利要求3所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述防护套壳(31)包括支撑杆(312)、传动套管(313)以及直流电机(311)，所述传动套管(313)套设在支撑杆(312)的外部，且，所述传动套管(313)的外表面通过轴承转动设置在防护套壳(31)的顶端，所述支撑杆(312)的底端与防护套壳(31)固定连接，所述传动套管(313)的下端由固定在防护套壳(31)上的直流电机(311)通过锥齿轮驱动转动；
所述传动套管(313)向上延伸至防护套壳(31)外侧的部分表面开设有直纹外花齿；
所述传动套管(313)的内径大于支撑杆(312)的外径。
5.根据权利要求3所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述清刷组件(32)包括调节臂(321)以及清洁板(5)，所述清洁板(5)转动设置在调节臂(321)的下端，且，其由固定在调节臂(321)下端的步进电机(322)驱动转动；
所述调节臂(321)的上端转动套设在支撑杆(312)的外侧，且，其与传动套管(313)的对应部分圆周开设有直纹内花齿，所述直纹内花齿与传动套管(313)的直纹外花齿相匹配卡合。
6.根据权利要求5所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述清洁板(5)包括支撑底壳(51)、刮板(52)以及弹性板(53)，所述刮板(52)固定安装在支撑底壳(51)的左侧，所述弹性板(53)的两端均转动安装有连杆(531)，且，所述连杆(531)的底端通过弹簧二(532)滑动设置在支撑底壳(51)的两端，且，所述弹性板(53)的底端通过多个弹簧三与支撑底壳(51)弹性连接；
所述支撑底壳(51)、刮板(52)以及弹性板(53)的横截面均为弧形结构，且均与防护玻璃(33)的弧度相匹配。
7.根据权利要求6所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述弹性板(53)的上端面上均匀设置有多个刷体(6)。
8.根据权利要求7所述的一种基于倾斜摄影模型的三维实景数字地图测量设备，其特征在于：所述刷体(6)包括承接壳体(61)、刷盘(62)以及微型电机(63)，所述承接壳体(61)的上端面上均匀转动设置有多个刷盘(62)，多个所述刷盘(62)之间通过齿轮啮合传动，且，位于中部的刷盘(62)由固定在弹性板(53)内的微型电机(63)驱动转动；
所述承接壳体(61)的底端固定在弹性板(53)上；
所述刷盘(62)上均匀布有柔性毛刷。
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