輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及航空攝影測量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，包括機身和設(shè)置于機身上的攝像系統(tǒng)，攝像系統(tǒng)包括數(shù)碼相機，數(shù)碼相機包括主視數(shù)碼相機和輔助數(shù)碼相機，輔助數(shù)碼相機包括有兩個，沿機身的飛行方向，主視數(shù)碼相機與輔助數(shù)碼相機于同一直線上排列設(shè)置，均設(shè)置于主視數(shù)碼相機靠近機身的機尾一側(cè)；主視數(shù)碼相機包括用于采集圖形信息的主視數(shù)碼相機攝像頭，輔助數(shù)碼相機包括用于采集圖形信息的輔助數(shù)碼相機攝像頭；沿垂直于機身的飛行方向，輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于主視數(shù)碼相機攝像頭的兩側(cè)，輔助數(shù)碼相機攝像頭與主視數(shù)碼相機攝像頭之間分別成45°的夾角。本發(fā)明所述系統(tǒng)，提高了數(shù)字城市三維建模的工作效率。
【專利說明】輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空攝影測量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，特別涉及輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有多視立體航空遙感系統(tǒng)已在數(shù)字城市建設(shè)中得到應(yīng)用，但此類儀器重量在50公斤以上，體積在I立方米左右，對于數(shù)字社區(qū)、智慧社區(qū)等小面積的測圖以及快速三維建模，由于大飛機啟動復(fù)雜、空域限制、作業(yè)周期較長，成本較大，難以滿足生產(chǎn)需要。
[0003]而輕小型無人機具有機動靈活、分辨率高、低成本、操作簡單、不需要專業(yè)的飛機跑道等優(yōu)勢。但是，由于小型無人機所安裝的攝像系統(tǒng)僅包括有一個鉛垂方向上的數(shù)碼相機攝像頭，只能采集建筑物等的頂面圖像信息，數(shù)字城市三維建模時，建筑物的側(cè)紋文理需要人工采集，采集周期長、困難大，工作效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種立體成像的方法以及一種用于立體成像的裝置，以解決上述的問題。
[0005]本發(fā)明提供了輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，包括機身和設(shè)置于所述機身上的攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括有數(shù)碼相機，所述數(shù)碼相機包括有主視數(shù)碼相機和輔助數(shù)碼相機，所述輔助數(shù)碼相機包括有兩個，沿所述機身的飛行方向，所述主視數(shù)碼相機與所述輔助數(shù)碼相機于同一直線上排列設(shè)置，均設(shè)置于所述主視數(shù)碼相機靠近所述機身的機尾一側(cè)；所述主視數(shù)碼相機包括有用于采集圖形信息的主視數(shù)碼相機攝像頭，所述輔助數(shù)碼相機包括有用于采集圖形信息的輔助數(shù)碼相機攝像頭；沿垂直于所述機身的飛行方向，所述輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于所述主視數(shù)碼相機攝像頭的兩側(cè)，所述輔助數(shù)碼相機攝像頭與所述主視數(shù)碼相機攝像頭之間分別成45°的夾角。
[0006]在本發(fā)明中，特別提供有兩種數(shù)碼相機其分別為主視數(shù)碼相機和輔助數(shù)碼相機。主視數(shù)碼相機在設(shè)置時，其用于進行拍照的攝像頭采用垂直地面的設(shè)置方式，其能夠?qū)σ詿o人機為中心點的區(qū)域內(nèi)進行拍攝，獲取攝區(qū)的正射影像。為了采集建筑物的側(cè)面紋理，本發(fā)明還提供了輔助數(shù)碼相機，沿所述機身的飛行方向，所述輔助數(shù)碼相機與所述主視數(shù)碼相機于同一直線上排列設(shè)置，都在所述主視數(shù)碼相機的靠近機尾一側(cè)，述輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于所述主視數(shù)碼相機攝像頭的兩側(cè)，所述輔助數(shù)碼相機攝像頭與所述主視數(shù)碼相機攝像頭之間分別成45°的夾角。
[0007]如此設(shè)置，由于數(shù)碼相機攝像頭傾角，能夠?qū)ㄖ飩?cè)面進行拍攝，從而獲取建筑物側(cè)面紋理，減少了人工建筑物紋理采集工作，從而提高了數(shù)字城市三維建模的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一種實施例中攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]圖1中部件名稱與附圖標(biāo)記的對應(yīng)關(guān)系為:
[0010]主視數(shù)碼相機I ;安裝架2。
【具體實施方式】
[0011]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)描述。
[0012]請參考圖1，圖1為本發(fā)明一種實施例中攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]本發(fā)明提供了輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，用于進行數(shù)字社區(qū)、智慧社區(qū)等小面積的測圖以及快速三維建模。
[0014]在現(xiàn)有技術(shù)中，無人機航攝系統(tǒng)包括有機身和設(shè)置于機身上用于進行拍攝的攝像系統(tǒng)。攝像系統(tǒng)主要包括有數(shù)碼相機，數(shù)碼相機在無人機的控制系統(tǒng)下能夠?qū)Φ孛婢跋筮M行拍攝。
[0015]基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，在本發(fā)明提供的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)中，數(shù)碼相機包括有主視數(shù)碼相機I和輔助數(shù)碼相機，輔助數(shù)碼相機包括有兩個，沿機身的飛行方向，主視數(shù)碼相機I與輔助數(shù)碼相機于同一直線上排列設(shè)置，都在主視數(shù)碼相機I的靠近機尾一側(cè)；輔助數(shù)碼相機包括有用于采集圖形信息的輔助數(shù)碼相機攝像頭，主視數(shù)碼相機I包括有用于采集圖形信息的主視數(shù)碼相機I攝像頭；沿垂直于機身的飛行方向，輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于主視數(shù)碼相機I攝像頭的兩側(cè)，輔助數(shù)碼相機攝像頭與主視數(shù)碼相機I攝像頭之間具有45°的夾角。
[0016]本發(fā)明的一個具體實施例:
[0017]輔助數(shù)碼相機包括有兩個，主視數(shù)碼相機I包括有一個。主視數(shù)碼相機I的攝像頭采用垂直機身(在飛行狀態(tài)下正對地面)的方式設(shè)置。沿?zé)o人機的工作飛行方向，兩個輔助數(shù)碼相機和主視數(shù)碼相機I位于同一直線上。同時，兩個輔助數(shù)碼相機的其中一個采用攝像頭向左偏移45°的方式設(shè)置，另一個輔助數(shù)碼相機的攝像頭則向右偏移45°的方式設(shè)置。兩個輔助數(shù)碼相機的偏移角度相同，能夠提高圖像采集的對稱性，從而便于圖像的后期處理。
[0018]在對地面景象進行攝像時，由于數(shù)碼相機I攝像頭是沿著鉛垂方向的，只能采集到地面景物的頂部圖像信息，數(shù)字城市三維建模時所需要的側(cè)面紋理需要人工采集，這樣不僅需要投入大量的人力物力，大大增加數(shù)字城市三維建模的成本，同時，由于采集困難，周期長，也嚴(yán)重影響了數(shù)字城市三維建模的效率。
[0019]而在本發(fā)明中，特別提供有兩種數(shù)碼相機I其分別為主視數(shù)碼相機I和輔助數(shù)碼相機。主視數(shù)碼相機I在設(shè)置時，其用于進行拍照的攝像頭采用垂直地面的設(shè)置方式，其能夠?qū)σ詿o人機為中心點的區(qū)域內(nèi)進行拍攝，獲取攝區(qū)的正射影像。本發(fā)明還提供了輔助數(shù)碼相機，輔助數(shù)碼相機沿垂直于機身的飛行方向，輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于主視數(shù)碼相機I攝像頭的兩側(cè)，輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于主視數(shù)碼相機I攝像頭之間具有45°的夾角。如此設(shè)置，能夠在正射影像拍攝的同時獲取建筑物的側(cè)面紋理，避免人工建筑物側(cè)面紋理采集的人力物力投入，降低了數(shù)字城市三維建模的成本，縮短了三維建模的周期，提高工作效率。
[0020]在此需要說明的是:機身的飛行方向具體指無人機工作時，其飛行前進的方向。
[0021]具體地，在本發(fā)明的一個實施方式中，輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)還包括用于安裝攝像系統(tǒng)的安裝架2，安裝架2包括有三個用于固定數(shù)碼相機I的構(gòu)架單元。安裝架2采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，其不僅能夠保證安裝數(shù)碼相機I時所要求的結(jié)構(gòu)強度，同時，還具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，便于數(shù)碼相機I的安裝與拆卸，以及降低整個無人機的整體質(zhì)量，最大程度的延長無人機的續(xù)航時間。
[0022]安裝架2包括有三個構(gòu)架單元，一個構(gòu)架單元用于安裝一個數(shù)碼相機I (主視數(shù)碼相機I或者輔助數(shù)碼相機)。
[0023]例如，用于安裝主視數(shù)碼相機I的構(gòu)架單元，其包括有構(gòu)架主體和支撐板，支撐板設(shè)置于構(gòu)架主體上，支撐板采用水平設(shè)置。當(dāng)主視數(shù)碼相機I抵接于支撐板上后，能夠保證主視數(shù)碼相機I的攝像頭正對地面。
[0024]具體地，在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，安裝架2為鋁合金安裝架2。
[0025]在本發(fā)明的另一個【具體實施方式】中，安裝架2還可以為鋼架。
[0026]基于上述實施例，安裝架2的表面為通過封閉氧化處理的氧化層，氧化層能夠呈現(xiàn)為黑色。
[0027]為了提高安裝架2的結(jié)構(gòu)強度，在本實施例中，安裝架2為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0028]具體地，數(shù)碼相機I通過螺釘與構(gòu)架單元可拆卸連接。
[0029]本發(fā)明的一個實施方式中，輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)還包括有無人機控制系統(tǒng)，無人機控制系統(tǒng)包括有用于主視數(shù)碼相機I以及輔助數(shù)碼相機聯(lián)動攝像并可發(fā)出曝光脈沖的控制器，控制器與主視數(shù)碼相機I以及輔助數(shù)碼相機信號連接。采用上述的快門聯(lián)動技術(shù)使得主視數(shù)碼相機I以及輔助數(shù)碼相機同時曝光，能夠保證主視數(shù)碼相機I以及輔助數(shù)碼相機采集的圖像的同時性。
[0030]具體地，安裝架2與機身通過螺栓可拆卸連接。
[0031]本發(fā)明提供的改進重點在于:基于輕小型無人機平臺，對航空數(shù)碼相機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時采用快門聯(lián)動技術(shù)實現(xiàn)三相機同步曝光?？捎糜讷@取三視立體影像，實現(xiàn)測圖、紋理采集與三維建模的一體化，極大提高城鎮(zhèn)三維建模的效率。成果可用于數(shù)字城鎮(zhèn)建設(shè)，服務(wù)城鎮(zhèn)規(guī)劃、資源調(diào)查、災(zāi)害監(jiān)測等，可提升城鎮(zhèn)信息化管理水平，提高政府公共服務(wù)能力。
[0032]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，包括機身和設(shè)置于所述機身上的攝像系統(tǒng)，所述攝像系統(tǒng)包括有數(shù)碼相機，其特征在于， 所述數(shù)碼相機包括有主視數(shù)碼相機和輔助數(shù)碼相機，所述輔助數(shù)碼相機包括有兩個，沿所述機身的飛行方向，所述主視數(shù)碼相機與所述輔助數(shù)碼相機于同一直線上排列設(shè)置，均設(shè)置于所述主視數(shù)碼相機靠近所述機身的機尾一側(cè)； 所述主視數(shù)碼相機包括有用于采集圖形信息的主視數(shù)碼相機攝像頭，所述輔助數(shù)碼相機包括有用于采集圖形信息的輔助數(shù)碼相機攝像頭； 沿垂直于所述機身的飛行方向，所述輔助數(shù)碼相機攝像頭分設(shè)于所述主視數(shù)碼相機攝像頭兩側(cè)，所述輔助數(shù)碼相機攝像頭與所述主視數(shù)碼相機攝像頭之間分別成45°的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于安裝所述攝像系統(tǒng)的安裝架，所述安裝架包括有三個用于固定所述數(shù)碼相機的構(gòu)架單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝架為鋁合金安裝架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝架的表面為通過封閉氧化處理的氧化層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)碼相機包括有一個主視數(shù)碼相機和兩個輔助數(shù)碼相機；所述構(gòu)架單元包括有三個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝架為一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)碼相機通過螺釘與所述構(gòu)架單元可拆卸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，還包括有無人機控制系統(tǒng)，所述無人機控制系統(tǒng)包括可發(fā)出曝光脈沖并用于所述主視數(shù)碼相機以及所述輔助數(shù)碼相機聯(lián)動攝像的控制器，所述控制器與所述主視數(shù)碼相機以及所述輔助數(shù)碼相機信號連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至7任一項所述的輕小型無人機機載多視立體航空遙感系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝架與所述機身通過螺栓可拆卸連接。
【文檔編號】G01C11/00GK103438867SQ201310404613
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李英成, 楊江江, 陳海燕, 劉飛, 任亞鋒 申請人:中測新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司