CN203204299U - 空中360°全景照片拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全景摄影技术，进一步涉及一种空中360°全景照片拍摄装置。本实用新型提出了在一种能够固定在飞行器上同时固定多个相机的装置，实现了同时获得空中某一位置同一时间的全部360°全景照片。空中360°全景照片拍摄装置，包括：位于下部的N个底部相机固定平面，位于侧部均匀分布的M个侧部相机固定平面；位于底部相机固定平面或侧部相机固定平面上的数码照相机；无线快门遥控器，实现对数码照相机的同步控制。本实用新型避免了传统全景照片拍摄方式下的多次调整飞行器和相机位置、角度进行连续拍摄。

Description

空中360°全景照片拍摄装置

技术领域:

本实用新型涉及一种全景摄影技术，进一步涉及一种空中360°全景照片拍摄装置。

背景技术:

传统“地面”360°全景摄影是将一个相机固定在高于地面某一位置，围绕一个固定的点旋转360°进行拍照，然后通过相机自带软件或是利用计算机中软件，对所拍摄360°全景照片进行后期处理、拼接，合成360°全景照片。此种方法基于一个相机在一个固定点，旋转360°，多次连续拍摄，以保证将同一平面的某一固定点360°环视效果通过在环视范围内逐一拍摄的照片来全部获取，但是需要满足每张拍摄的照片都是基于空间中某一点位同一平面，且在环视360°拍摄期间周围无明显环境变化，这样才能够较好的实现360°全景拍摄的效果，并且所摄照片的透视角度正确。这对于后期合成360°全景图像也更为方便。

而传统“空中”360°全景摄影，则是通过将相机固定在无人旋翼直升机上某一位置，直升机携相机飞行至空中某一点位，然后进行悬停，根据实际情况不停地改变直升机机头方向，在环视范围内逐一进行照片拍摄。其间，要尽量保持直升机始终处于同一水平面，用以保证拍摄出来的照片透视效果相同，能够更便于后期360°全景照片的处理、合成。但包括直升机在内的所有飞行器在空中航拍的过程中，都会由于受风力或是气流扰动等因素影响，以及因地面操纵人员遥控飞行器飞行姿态和相机云台操纵者对相机云台调整不及时或两人配合不默契等原因，很难保证相机在360°环视拍摄的过程中保持一个相机始终基于同一水平面拍摄，极易造成所拍摄照片的水平面各有区别，容易给后期制作、合成360°全景图像提高难度。另外，传统空中全景摄影，在拍摄过程总要不断地调整直升机的飞行方向、姿态以及调整相机与直升机的相对位置。因此，这种拍摄方法对于地面无人旋翼直升机的操纵人员和相机云台的操纵人员的要求都比较高，操作起来难度较大。

不管是传统的地面360°全景摄影还是传统的空中360°全景摄影，二者的技术应用于空中360°全景摄影上都存在一定的局限性和不确定性，即：在拍摄过程中，相机高度控制困难；每一张照片拍摄的时间不一样，传统全景照片不是同一时间拍摄的。

发明内容：

本实用新型提出了一种能够固定在飞行器上的，且能够同时固定多个相机的装置,实现了同时获得空中某一位置同一时间全部360°的全景照片。

空中360°全景照片拍摄装置，包括：

位于下部的N个底部相机固定平面，位于侧部均匀分布的M个侧部相机固定平面；位于底部相机固定平面或侧部相机固定平面上的数码照相机；无线快门遥控器，实现对数码照相机的同步控制。

所述N的数值可以为1，位于底部相机固定平面上的数码相机垂直俯拍水平面。

所述N的数值也可以为2或4，两两对称分布，每一对位于底部相机固定平面上的数码相机沿某条垂直于水平面的直线对称分布，二者镜头在相邻方向视场角分别为S1和S2，镜头中心线的延长线相交，夹角大于零，且小于（S1+S2）/2。

所述M的数值为3、4、5、6、8或更多。

所述位于侧部相机固定平面上的数码照相机的镜头在垂直方向视场角为S3，镜头中心线与水平面的夹角大于0.5*S3-10，小于75-0.5*S3。

在上述空中360°全景照片拍摄装置上实现的空中360°全景照片拍摄方法，

根据分辨率要求和被拍摄场景面积确定相机及镜头焦距参数、拍摄高度，确定M、N的数值；

根据光线条件选择光圈和快门参数；由于不同拍摄任务对于拍摄照片的清晰度要求不同，因此为相机配备的镜头也会不同，镜头性能（主要指镜头视场角大小）直接决定在云台上放置相机的个数，进而决定环绕云台一周需要的多面体数量。同理，云台的底面多面体数量也可根据要求进行配置。这样的结构设计更为灵活多变，可满足更多情况下不同的使用要求。两两相机间的视场角必须有所重合，这样才能够保证在360°范围内所有画面全部都能够获取，没有盲区）。

视场角，指在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物象可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角。

镜头一般分为1/3″、1/2″和2/3″或APSC或全画幅镜头等，镜头规格一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以，在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，所拍摄的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，所拍摄的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。

利用飞行器将拍摄装置提升到对应的经纬度和高度，按下无线快门遥控器，所有相机在同一时刻完成拍摄；

图像拼接，生成360°全景照片。

该空中360°全景照片拍摄装置依靠飞行器将拍摄装置提升到对应的经纬度和高度。

所述飞行器包括旋翼直升机和固定翼飞机。

本实用新型相对于现有技术的优点在于：

（一）本实用新型所进行的360°全景照片拍摄，拍摄操作简单，调整好飞行器至空中某一待拍摄点位后，通过触发与所有相机连接的一个配套无线快门遥控器即可轻松获取空中该点位的全部360°全景照片；避免了传统全景照片拍摄方式下的多次调整飞行器和相机位置、角度进行连续拍摄。

（二）本实用新型可应用于任何类型的飞行器，可在飞行器运动过程中实现某一点位实时360°空中全景照片的一次性采集，不局限于飞行器必须在悬停状态下才可进行拍摄。

附图说明：

图1是实施例1中空中360°全景照片拍摄装置结构示意图，图中，1a、1b代表底部安装2台相机，2a、2b、2c、2d、2e、2f代表侧部安装的相机。

图2是图1装置在旋翼式飞机上的装配示意图，图中，3代表旋翼式飞机。

具体实施方式：

实施例1：

对照附图1、2，本案例里固定相机的装置可同时携带8架相机，其中M=6，N=2，即侧部安装共6台相机2a、2b、2c、2d、2e、2f，底部安装2台相机1a、1b。相机镜头采用相当于全画幅20mm超广角镜头，其水平视场角为84°，垂直视场角为62°，对角线视场角为94°。

云台一周所环绕的6台相机距离间隔平均分布，S3=62°，镜头中心线与水平面的夹角为21°。包括在云台底端的2台相机在内，任意两台相机间其视场角均有所交汇，确实保证360°范围内的完全覆盖。底端2台相机的S1=S2=62°，镜头中心线的延长线相交，夹角为60°。

第一步：空中拍摄，具体过程为：

在无人驾驶旋翼飞机3上安装好空中360°全景照片拍摄云台及配套相机。磁罗盘利用地磁场水平分量作定向基准测量无人直升机磁航向，对无人直升机的飞行方向做出精确地指示；旋翼直升机携带360°全景照片拍摄云台及配套在上面的相机飞行到拍摄地点上空，旋翼直升机将悬停地点的经纬度坐标和高度数据通过微波无线图像传输设备实时传回地面站，第一操纵手将无人直升机精确定位在所要拍摄点的经纬度和高度上。借助气压计和光学高度测量仪调整高度到距离地面500米；借助安装在旋翼直升机上的3个陀螺的惯性导航***，保持机身水平；环境符合拍摄意愿时，第二操纵手在地面上通过无线遥控照相机拍摄或者停止。目前所有市面上销售的照相机或摄像机的遥控器都是触发式开关、通过红外遥控，控制距离短并且要直接照射。而无人机用遥控器发射的信号都是比例遥控信号。比例遥控，是指受遥控模型相关部位的动作幅度（或速度）与操纵者扳（转）动发射机操纵杆的动作成比例关系。比例遥控距离长，但与触发开关无法匹配。在本发明中使用的无线快门遥控器，内置一个电路芯片，将比例遥控信号转换为触发信号，实现远程遥控照相机和摄像机。在360°照片拍摄装置上有若干台相机，将若干台相机分别连接到飞行器遥控器上的若干个通道上，若干个通道对应若干个信号，在拍摄的过程中，利用飞行器遥控把这若干路电信号合并为一路信号，通过控制合并的这一路信号实现这若干个通道同时运动，此时按下无线快门遥控器即可实现若干相机的同时拍摄，这样就能够完成一次360°全景的拍摄。

第二步：后期制作

照片筛选

根据空中拍摄照片的成像，焦点，色彩，重合度等条件筛选出最适合合成全景的一组360°照片。所选照片需要成像清晰，焦点准确，色彩丰富，用于合成高清晰度的全景图，减少对全景图的调整。

使用panorama合成全景图。将筛选出的照片进行拼接，合成每个拍摄地点的全景图。使用Photoshop软件对合成好的全景图进行亮度、对比度、色阶、饱和度等调整，使全景图的清晰度更高，色彩更丰富，画面更真实。

Claims (6)

1.空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，包括：

位于下部的N个底部相机固定平面，位于侧部均匀分布的M个侧部相机固定平面；

位于底部相机固定平面或侧部相机固定平面上的数码照相机；

无线快门遥控器，实现对数码照相机的同步控制。

2.根据权利要求1所述的空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，所述N的数值为1，位于底部相机固定平面上的数码相机垂直俯拍水平面。

3.根据权利要求1所述的空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，所述N的数值为2，位于底部相机固定平面上的数码相机沿某条垂直于水平面的直线对称分布，二者镜头在相邻方向视场角分别为S1和S2，镜头中心线的延长线相交，夹角大于零，且小于（S1+S2）/2。

4.根据权利要求1所述的空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，所述N的数值为4，两两对称分布，每一对位于底部相机固定平面上的数码相机沿某条垂直于水平面的直线对称分布，二者镜头在相邻方向视场角分别为S1和S2，镜头中心线的延长线相交，夹角大于零，且小于（S1+S2）/2。

5.根据权利要求1所述的空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，所述M的数值为3、4、5、6、8其中之一。

6.根据权利要求5所述的空中360°全景照片拍摄装置，其特征在于，所述位于侧部相机固定平面上的数码照相机的镜头在垂直方向视场角为S3，镜头中心线与水平面的夹角大于0.5*S3-10，小于75-0.5*S3。

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