CN208043064U - 一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台，包括：挂载平台，其可拆卸地连接航空器，挂载平台设有支撑座；支撑座设有第一舱体、第二舱体；第一摄影单元，其设在第一舱体中；第一摄影单元包括第一相机、第二相机；第二摄影单元，其设在第二舱体中；第二摄影单元包括第三相机、第四相机；支撑座设有第一舵机、第二舵机，第一舵机和第一舱体之间、第二舵机和第二舱体之间设有传动单元。本实用新型摄影云台结构简单可靠，角度定位精度高，对相机的要求低，实现了多角度自由拍摄；可以更加完整的重现作业区域内各个物体的真实比例关系，使后期模型更加清楚、准确；舵机与舱体之间通过传动单元进行传动，整体布局紧凑，控制精度高。

Description

一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台

技术领域

本实用新型涉及一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台。

背景技术

航空全景倾斜摄影装置属于航空摄影测量及航空倾斜摄影量的技术范畴。航空摄影测量是基于航空拍摄影像，以及利用摄影测量技术，生产各种测绘产品，包括数字地面模型，正射影像图以及线划地图。航空倾斜摄影测量是通过拍摄倾斜影像，获得地物的侧面纹理，再通过摄影测量的技术，建立真实的城市三维模型。

航空倾斜摄影作为传统航空摄影测量的突破，通过不同视角的相机组合，拍摄包括地面上的自然物体及人工建筑物。现有的航空倾斜摄影装置一般采用五相机组合的形式，包括一个下视相机及四个倾斜相机。由于相机多，在考虑到***的体积及重量时，设计的倾斜相机一般就会采用商业化的中画幅相机或全画幅相机。

中国专利2017100622249公开了一种航空全景倾斜摄影装置，包括吊舱主体，所述吊舱主体上设置有至少两个下视相机，以及多个倾斜相机，所述至少两个下视相机沿横向排列，所述至少两个下视相机中相邻的下视相机的拍摄区域部分重叠。

中国专利2014800800293公开了一种用于捕获航空图像的***，***包括至少一个全景相机、多个细节相机以及用于支持相机的框架，每个细节相机比至少一个全景相机具有更长的焦距，每个细节相机在横向上不同的角度进行安装，使得细节相机的视场重叠以形成扩展的横向视场，框架能够附接到在相机孔上方的航空器地板，从而通过相机孔给相机提供在航空器下方的地面的视图。

中国专利201010562117.0公开了一种基于移轴原理的拼接成像***，包括至少一个成像镜头，所述至少一个成像镜头设置于同一平面上，且具有相同的焦距和视场；以及设置于每一所述成像镜头的焦平面上的至少一个成像器件；其中，每一所述成像镜头被设置为其光轴垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被设置为在其焦平面内具有预置的移轴量。

现有技术的缺陷在于：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。所需内置相机数量多，摄影装置体积和重量大，成本高。

因此，如何提供一种可以实现多角度自由拍摄，适用范围广泛、效率高的倾斜摄影***，成为业内需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台，其结构简单，可靠性高；定位精度好，拍摄效率高，对相机的要求低，实现了多角度自由拍摄。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台，其包括：

挂载平台，其可拆卸地连接航空器，挂载平台设有支撑座；支撑座设有第一舱体、第二舱体；

第一摄影单元，其设在第一舱体中；第一摄影单元包括第一相机、第二相机；

第二摄影单元，其设在第二舱体中；第二摄影单元包括第三相机、第四相机；

支撑座设有第一舵机、第二舵机，第一舵机和第一舱体之间、第二舵机和第二舱体之间设有传动单元。

本实用新型中，通过第一相机、第二相机、第三相机、第四相机的位置切换，进行同一预设位置多个角度的拍摄，以获得多个拍摄图像；多个图像之间呈矩形阵列分布，形成扩展的拼接图像。

本实用新型中，根据需要作业区域的要求，选择相机的焦距和确定相机的精度；根据作业区域中物体的高度，首先确定对应边缘拍摄平面的外侧倾斜相机的倾斜角度，选择确定以后，计算出对应其它拍摄平面的倾斜相机的倾斜角度，完成倾斜相机需要进行拍摄位置的布局。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，传动单元为连杆式传动单元。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，传动单元包括第一驱动杆、第一传动杆、第二驱动杆、第二传动杆；第一舵机通过第一驱动杆驱动连接第一传动杆的首端，第一传动杆的末端连接第一舱体；第二舵机通过第二驱动杆驱动连接第二传动杆的首端，第二传动杆的末端连接第二舱体。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，第一相机、第二相机相对设置于第一舱体中；第一相机的光轴、第二相机的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称；二者之间的夹角为20°—30°；本方案中，第一相机、第二相机相互对称，实现多个视角的覆盖。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，第三相机、第四相机相对设置于第二舱体中；第三相机的光轴、第四相机的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称；二者之间的夹角为60°—90°；本方案中，第三相机、第四相机相互对称，实现多个视角的覆盖。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，第一相机、第二相机的光轴交叉设置；第三相机、第四相机的光轴交叉设置。这样设置的目的在于，最大程度的保证整体的稳定性，使整个摄影***承载均匀，四台相机的重心与航空器的重心相互吻合。相应的，也可以第一摄影单元中的两台倾斜相机与第二摄影单元中的两台倾斜相机，相对于垂直航空器的飞行方向对称，以保证整体结构的稳定。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，第一舱体的转动范围覆盖了三个连续的方向，第二舱体的转动范围覆盖了三个连续的方向；第一舱体、第二舱体的转动范围相同。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，第一相机、第二相机、第三相机、第四相机的镜头为定焦镜头，焦距为20mm－150mm；具体可以选择为：20mm、21mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、40mm、50mm、55mm、58mm、60mm、85mm、90mm、100mm、105mm、135mm、150mm；本方案中，倾斜相机的焦距根据飞行的高度、需要的精度要求等条件进行选择。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，摄影云台进一步设有控制模块，控制模块设在挂载平台上。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，支撑座设有用于包裹第一舱体、第二舱体的壳体；壳体设有导流面；导流面可以减小该摄影平台在飞行过程中的风阻，提高整体的稳定性。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，相邻的拍摄位置获得的拼接图像之间有重叠，重叠度为70％—90％，方便后期建模处理。

本实用新型中，用于拍摄扩展图像外侧边缘图像的倾斜相机的倾斜角度较大，以拍摄得到充足的侧面纹理数据，通过确定合理的飞行高度，获取所需分辨率的倾斜影像和正视影像。照片之间相互补充衔接，可等效获得更大范围的正摄影像和足够的倾斜影像，使得拍摄效率提高，并且减少照片量，从而使后期建模也更快捷准确。

本实用新型中，由于用于拍摄扩展图像外侧边缘图像的倾斜相机的倾斜角度较大，扩展图像相邻的图像之间会产生局部的缝隙，通过多个预设拍摄位置所获得扩展图像的重叠，以补充单独一个预设位置扩展图像的缺失部分的图像，以完成整个作业区域的完成的图像获取。

本实用新型的所提供的摄影***，拍摄速度快、建模精度高，在公共应急救急测绘中，有着广泛的应用，促进航空摄影快速化发展的进程。例如，当发生滑坡、泥石流等紧急灾情时，可以快速测量、及时建模，从而迅速将灾区情况的数据进行再现。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：

1、同一拍摄位置获得的图像之间呈矩阵式分布，其拍摄面积大，拍摄效率高，节省拍摄作业的时间；

2、摄影云台结构简单可靠，角度定位精度高，对相机的要求低，实现了多角度自由拍摄；

3、可以更加完整的重现作业区域内各个物体的真实比例关系，使后期模型更加清楚、准确；

4、舵机与舱体之间通过传动单元进行传动，整体布局紧凑，控制精度高。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的拼接式四相机航空倾斜摄影云台的整体结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是图1中的局部示意图，其显示了第一舱体、第二舱体；

图4是图1的第一摄影单元、第二摄影单元的示意图；

图5是该摄影平台拍摄的拼接图像的示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台，如图1－5所示，其包括：挂载平台1、支撑座2、第一舱体3、第二舱体4、第一舵机5、第二舵机6。

其中，挂载平台1可拆卸地连接航空器，在挂载平台设有减震组件；支撑座2设在挂载平台1；第一舱体3、第二舱体4转动设在支撑座2上；在支撑座2设有用于包裹第一舱体3、第二舱体4的壳体21，壳体21设有导流面22；在壳体21的下部设有第一开孔23、第二开孔24，第一开孔23对应第一舱体3，第二开孔24对应第二舱体4；相应的，在第一开孔23、第二开孔24上设有盖板。

在第一舱体3中设有第一相机31、第二相机32，支撑座2设有第一舵机5、第一驱动杆51、第一传动杆52，第一舵机5通过第一驱动杆51驱动连接第一传动杆52的首端，第一传动杆52的末端连接第一舱体3；其中，第一相机31的光轴、第二相机32的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称，二者之间的夹角为26°；第一舵机5驱动第一舱体3进行转动，转动范围覆盖了向前、向下、向后三个连续的方向，以完成六个不同角度图像的获取。

在第二舱体4中设有第三相机41、第四相机42，支撑座2设有第二舵机6、第二驱动杆61、第二传动杆62，第二舵机6通过第二驱动杆61驱动连接第二传动杆62的首端，第二传动杆62的末端连接第二舱体4；其中，第三相机41的光轴、第四相机42的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称，二者之间的夹角为80°；第二舵机6驱动第二舱体4进行转动，转动范围覆盖了向前、向下、向后三个连续的方向，以完成六个不同角度图像的获取。

如图5所示，在一个拍摄周期内，获得的十二张图像的布局；扩展图像中相邻的图像之间会产生局部的缝隙，通过多个预设拍摄位置所获得扩展图像的重叠，以补充单独一个预设位置拍摄图像上的缺失部分的图像，以完成整个作业区域的完成的图像获取。

本实施例中，在支撑座2设有控制模块7，控制模块驱动连接第一舵机5、第二舵机6，从而实现第一相机31、第二相机32、第三相机41、第四相机42位置的切换，进一步控制相机完成拍摄。

本实施例中，航空器在飞行过程中，多个拍摄位置获得的拼接图像之间相互重叠，重叠度为75％，通过多个拼接图像之间的重叠，可以将每个扩展图像中遗漏的位置进行互补，从而获得作业区域完整的图像，以方便后期模型的建立。

本实施例中，第一相机31、第二相机32、第三相机41、第四相机42之间可以互换，根据需要作业的区域不同，确定四台倾斜相机的焦距和精度，例如飞行高度为200m，选用焦距为50mm的倾斜相机。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种拼接式四相机航空倾斜摄影云台，其特征在于，所述摄影云台包括：

挂载平台，其可拆卸地连接航空器，所述挂载平台设有支撑座；所述支撑座设有第一舱体、第二舱体；

第一摄影单元，其设在所述第一舱体中；所述第一摄影单元包括第一相机、第二相机；第二摄影单元，其设在所述第二舱体中；所述第二摄影单元包括第三相机、第四相机；

所述支撑座设有第一舵机、第二舵机，所述第一舵机和所述第一舱体之间、所述第二舵机和所述第二舱体之间设有传动单元。

2.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述传动单元为连杆式传动单元。

3.如权利要求2所述的摄影云台，其特征在于，所述传动单元包括第一驱动杆、第一传动杆、第二驱动杆、第二传动杆；所述第一舵机通过所述第一驱动杆驱动连接所述第一传动杆的首端，所述第一传动杆的末端连接所述第一舱体；所述第二舵机通过所述第二驱动杆驱动连接所述第二传动杆的首端，所述第二传动杆的末端连接所述第二舱体。

4.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机相对设置于所述第一舱体中；所述第一相机的光轴、所述第二相机的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称；二者之间的夹角为20°—30°。

5.如权利要求4所述的摄影云台，其特征在于，所述第三相机、所述第四相机相对设置于所述第二舱体中；所述第三相机的光轴、所述第四相机的光轴相对于飞行方向所在的竖直面对称；二者之间的夹角为60°—90°。

6.如权利要求5所述的摄影云台，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机的光轴交叉设置；所述第三相机、所述第四相机的光轴交叉设置。

7.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述第一舱体的转动范围覆盖了三个连续的方向，所述第二舱体的转动范围覆盖了三个连续的方向；所述第一舱体、所述第二舱体的转动范围相同。

8.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述第一相机、所述第二相机、所述第三相机、所述第四相机的镜头均为定焦镜头，焦距为20mm-150mm。

9.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述摄影云台进一步设有控制模块，所述控制模块设在所述挂载平台上。

10.如权利要求1所述的摄影云台，其特征在于，所述支撑座设有用于包裹所述第一舱体、所述第二舱体的壳体；所述壳体设有导流面。