CN201570065U - 一种基于gps的实景全景图采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于GPS的实景全景图采集装置，包括：移动运载工具：用于搭载本采集装置；GPS接收器：用于获取地理位置信息；拍摄设备：用于拍摄实景图片；水平转动机构：与拍摄设备连接，用于水平转动拍摄设备；垂直调整机构：用于控制拍摄设备始终处于垂直状态；计算机：分别与GPS接收器、拍摄设备、水平转动机构及垂直调整机构通讯连接，用于接收GPS接收器获取的地理位置信息，控制调整水平转动机构和垂直调整机构，控制拍摄设备拍照并存储具有地理位置信息的实景图片，生成实景数据库。本实用新型的效果和优点：通过GPS自动获取位置信息，将GPS信息和图片信息有机关联，减少了图片位置信息的错误；该装置可安装于普通交通运输工具，可在移动过程中采集图片，提高了效率。

Description

一种基于GPS的实景全景图采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于GPS的实景全景图采集装置，更具体的说，涉及一种基于GPS采集图片并生成实景全景图库的装置。

背景技术

说到虚拟现实，人们最先想到的是3D建模的虚拟仿真技术，确实在多年前3D在虚拟现实领域中占有相当大的地位。在游戏、城市规划、房地产规划等项目中，3D的虚拟效果都成为首选的考虑。

以网络、互联网为基础的虚拟现实技术，可划分为两个范畴，一个是以图像为基础的实景技术，称为实景虚拟现实技术。一个是以立体多边形技术为基础的立体计算机绘制空间技术，称为VRML立体技术。

写实图象的世界Panorama(实景技术)。Panorama是把写实图像绘制成圆筒或者球形，有从中心点环视的方式，也有从各个不同的位置拍摄照片，再进行综合的方式。实景技术由于使用的是照片，所以画面非常漂亮。目前使用的实景技术包括Plug-In的Java方式和Quicktime这两种通常格式，这些都可以实现放大、缩小功能和360度旋转、节点之间的热区连接功能，使得使用者可以环顾四周。

完全的立体计算机绘制空间(VRML立体技术)。3D Polygon基本技术生成的不是图形，而是全电脑制作的立体模型，通过快速的绘制来实现使用者与特定物体之间相互交互作用的立体空间，具有较强空间自由度。以VRML为代表的这一技术，由于受到互联网带宽速度以及各自不同的个人电脑环境、Plug-in容量、技术兼容性等问题，很难向大众发展普及。

相比较VRML立体技术，基于写实图像的实景技术，具有很大的优势：

●真实性强，实景场景表现逼真。

●对播放设备的硬件要求低，普通电脑均可播放，无需专门工作站。

●开发周期短，成本低。拍摄实景制作比立体制作速度更快快，成本更低。

●生成的全景图导览性、交互性、操作性强。可与flash技术实现无缝嵌入。

●全屏场景图片质量高，清晰度高，将细节表现的淋漓尽致。

●全景图片数据量小，非常适合网络式访问观看。

目前制作全景图的方法是，通过在一个位置点拍摄多张全方位图片，手工记录每张图片的位置信息，通过全景图合成软件，生成全景图。由于实际使用过程中，需要拍摄成千上万的图片资料制作全景图，每张图片具有它自己的位置信息，在采集图片的过程中有很多人工干预、记录的过程，会带来极大的工作量，也很容易造成图片位置信息的错误，工作效率低下。在合成全景图时，通过图片位置信息来选择合成全景图的图片，当位置信息发生错误时，将造成全景图的错误，甚至合成不了全景图。

发明内容

为了克服现有的图片采集过程中，工作量繁重、自动化程度不高，容易出现严重错误的缺陷，本实用新型提供一种基于GPS的实景全景图采集装置，通过该装置，可快速、简单、自动的采集大量具有位置信息的图片，合成具有位置信息的全景图。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于它包括：

1)移动运载工具：用于搭载本采集装置；

2)GPS接收器：用于获取地理位置信息；

3)拍摄设备：用于拍摄实景图片；

4)水平转动机构：与拍摄设备连接，用于水平转动拍摄设备；

5)垂直调整机构：与拍摄设备连接，用于控制拍摄设备始终处于垂直状态；

6)计算机：分别与GPS接收器、拍摄设备、水平转动机构及垂直调整机构通讯连接，用于接收GPS接收器获取的地理位置信息，控制调整水平转动机构和垂直调整机构，控制拍摄设备拍照并存储具有地理位置信息的实景图片，生成实景数据库。

所述GPS接收器通过通讯转换器与计算机相连，计算机收到GPS接收器的地理位置信息后，经信息解码器后得到实景图片的地理位置数据，再经位置编码器后得到一串包含地理位置信息的数字串，作为图片保存的文件名，图片保存至计算机内部的存储器或拍摄设备的内部存储器。

所述的水平转动机构包括平台架、水平电机、通过通讯接口与计算机连接的驱动器，驱动器启动水平电机，水平电机调整拍摄设备的平台架水平转动。

所述的垂直调整机构包括平台架、垂直电机、倾斜角传感器、通过通讯接口与计算机连接的驱动器，倾斜角传感器设在拍摄设备的平台架上，倾斜角传感器采集拍摄设备的倾斜角度信号，该信号经信号调理器放大处理后传递给计算机，计算机将需要调整的角度数据传输到驱动器，驱动器启动垂直电机，垂直电机调整拍摄设备平台架的垂直度。

本实用新型与现有技术相比具有以下的效果和优点：

(1)通过GPS自动获取位置信息，将GPS信息和图片信息有机关联，减少了图片位置信息的错误；

(2)不需要昂贵的专业全景拍摄设备，可采用普通数码相机或数码摄像机拍摄；

(3)图片的采集过程及方式可编程设定，大大加快了采集速度，减轻了操作人员的工作强度量，提高了自动化水平和工作效率；

(4)每张拍摄的图片及全景图的文件名中，包含经纬度等位置信息，方便全景图合成批量处理；

(5)该装置可安装于普通交通运输工具，可在移动过程中采集图片，提高了效率；

(6)采用垂直调整机构，保证合成全景图的图片均在同一平面内，采用水平转动机构，可在360度范围内拍摄任意角度图片，提高了全景图的质量。

(7)采用嵌入式设计方法，该装置携带方便，操作简单；

综上所述，采用GPS的实景全景采集装置的好处主要表现在：装置小巧易带，操作简单方便，工作自动高效，合成全景图快速准确。

附图说明

图1是本实用新型的***结构原理图。

图2是本实用新型生成具有位置信息实景数据库示意图。

图3是本实用新型图片拍摄结构示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型的***结构原理图，本实用新型提供一种基于GPS的实景全景采集装置。这套装置由计算机1，GPS接收器2，实景数据库3，拍摄设备4，水平转动机构5，垂直调整机构6以及移动运载工具7构成。

移动运载工具7：用于搭载本采集装置，使其具有方便的移动性，实现拍摄设备4在移动中进行拍摄，可根据需要，选择自行车、电动车、摩托车、汽车等各类交通工具。

GPS接收器2：用于获取地理位置信息，GPS接收器2可以是普通或专业的GPS接收器，具有无线或有线通讯接口。无线收发手段可以采用任何短距离无线通信技术，如Bluetooth、ZigBee、UWB、IrDA、RF等。

拍摄设备4：用于拍摄实景图片；拍摄设备4可以是任何具备控制功能的通用或专用数码相机、数码摄像机。

水平转动机构5：与拍摄设备4连接，用于水平转动拍摄设备4，保证能使拍摄设备4拍摄360度范围内任意位置的图片，它由水平转动电机3-2、电机驱动器3-4和通讯接口3-5构成。

垂直调整机构6：与拍摄设备4连接，用于控制拍摄设备4始终处于垂直状态；使拍摄的图片在同一水平面内，它由垂直调整电机3-3、电机驱动器3-4、倾斜角传感器3-6和通讯接口3-5构成。

计算机1：分别与GPS接收器2、拍摄设备4、水平转动机构5及垂直调整机构6通讯连接，用于接收GPS接收器2获取的地理位置信息，控制调整水平转动机构5和垂直调整机构6，控制拍摄设备4拍照并存储具有地理位置信息的实景图片8，生成实景数据库3。计算机可以是普通台式机、笔记本、工业控制机，也可以使嵌入式处理器。

图2是本实用新型生成具有位置信息实景数据库示意图。GPS接收器2通过通讯转换器与计算机1连接，GPS接收器2收到的信号，经通讯转换器2-1，以有线或无线的通讯方式，由通讯转换器2-2接收，被计算机1接收。通讯转换器2-1和通讯转换器2-2的有线通讯方式，可以是RS232、USB等串行通讯，通讯转换器2-1和通讯转换器2-2的无线通讯方式，可以是蓝牙、ZigBee等无线传输通讯。计算机1收到GPS接收器2的地理位置信息后，经信息解码器2-3，得到经纬度等地理位置信息，再经位置编码器2-4，得到一串包含地理位置信息的数字串，作为图片8保存的文件名，图片8保存在存储器2-5。存储器2-5可以是计算机1内部的存储器(硬盘、U盘、存储卡等)，也可以是拍摄设备4的内部存储。具有地理位置信息的图片8，构成实景数据库3。

图3所示为本新型实用图片拍摄结构示意图，有计算机1，拍摄设备4，水平转动机构5和垂直调整机构6四块组成。水平转动机构5包括平台架3-1、水平电机3-2、驱动器3-4及通讯接口3-5，驱动器3-4通过通讯接口3-5与计算机1连接，驱动器3-4启动水平电机3-2。垂直调整机构6包括平台架3-1、垂直电机3-3、驱动器3-4，通讯接口3-5、倾斜角传感器3-6和信号调理器3-7，倾斜角传感器3-6设在拍摄设备4的平台架3-1上。

倾斜角传感器3-6检测拍摄设备4的垂直度，采集拍摄设备4的倾斜角度信号，倾斜角度信号经信号调理器3-7放大处理后，传递给计算机1，计算机1根据收到的倾斜角度，通过通讯接口3-5，将需要调整的角度传输到驱动器3-4，驱动器3-4启动垂直电机3-3，调整平台架3-1的垂直度。计算机1通过通讯接口3-5和驱动器3-4，启动水平电机3-3，调整拍摄设备的平台架水平转动，转动拍摄设备4，拍摄不同水平角度的图片8。倾斜角传感器3-6不断传递倾斜信号给计算机1，使拍摄设备4始终保持垂直。计算机根据预先编程，转动水平电机3-2，通过通讯适配器3-8，控制拍摄设备4拍摄图片8，保存在拍摄设备内，或经通讯适配器3-8，传输到计算机1，按生成的地理位置数字串保存在计算机1。

该装置作为实景全景采集装置，体现有如下突出优点：能够在运动过程中，接收GPS信息，快速、方便、自动地采集具有地理位置信息的实景图片，合成360度全景图，生成包含地理位置信息的实景全景图数据库。可以在运动过程中采集实景图，采集的每一幅实景图都有与之对应的经纬度信息，同一位置点上采集多幅实景图并合成为全景图，得到实景全景图库，利用实景全景图自带的经纬度信息，还可得到实景全景图的采集轨迹，实现可按任意位置重现实景全景图的目的。

Claims (5)

1.一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于它包括：

1)移动运载工具(7)：用于搭载本采集装置；

2)GPS接收器(2)：用于获取地理位置信息；

3)拍摄设备(4)：用于拍摄实景图片；

4)水平转动机构(5)：与拍摄设备(4)连接，用于水平转动拍摄设备(4)；

5)垂直调整机构(6)：与拍摄设备(4)连接，用于控制拍摄设备(4)始终处于垂直状态；

6)计算机(1)：分别与GPS接收器(2)、拍摄设备(4)、水平转动机构(5)及垂直调整机构(6)通讯连接，用于接收GPS接收器(2)获取的地理位置信息，控制调整水平转动机构(5)和垂直调整机构(6)，控制拍摄设备拍照并存储具有地理位置信息的实景图片，生成实景数据库(3)。

2.根据权利要求1所述的一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于：所述GPS接收器(2)通过通讯转换器与计算机(1)相连，计算机(1)收到GPS接收器的地理位置信息后，经信息解码器(2-3)后得到实景图片(8)的地理位置数据，再经位置编码器(2-4)后得到一串包含地理位置信息的数字串，作为图片(8)保存的文件名，图片(2)保存至计算机内部的存储器或拍摄设备的内部存储器(2-5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于：所述的水平转动机构(5)包括平台架(3-1)、水平电机(3-2)、通过通讯接(3-5)与计算机(1)连接的驱动器(3-4)，驱动器(3-4)启动水平电机(3-2)，水平电机(3-2)调整拍摄设备的平台架(3-1)水平转动。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于：所述的垂直调整机构(6)包括平台架(3-1)、垂直电机(3-3)、倾斜角传感器(3-6)、通过通讯接口(3-5)与计算机(1)连接的驱动器(3-4)，倾斜角传感器(3-6)设在拍摄设备的平台架(3-1)上，倾斜角传感器(3-6)采集拍摄设备的倾斜角度信号，该信号经信号调理器(3-7)放大处理后传递给计算机(1)，计算机(1)将需要调整的角度数据传输到驱动器(3-4)，驱动器(3-4)启动垂直电机(3-3)，垂直电机(3-3)调整拍摄设备平台架(3-1)的垂直度。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于GPS的实景全景图采集装置，其特征在于：所述的拍摄设备(4)是数码相机或数码摄像机。

Images