CN102401649A - 多镜头航测平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多镜头航测平台，包括第一层夹板，第二层夹板以及第三层夹板，所述第一层夹板，第二层夹板和第三层夹板依次排布后通过若干连接杆连接，所述第三层夹板中设置有中心拍摄装置，所述第二层夹板的圆周内围绕中心拍摄装置最少固定有一个拍摄装置；所述第一夹板固定于中心调整机构下，所述中心调整机构与用于与直升机连接的连接部连接；所述中心调整机构与所述连接部之间设置有若干减震胶柱。本发明的优点如下：采用了最基本的结构实现最为稳定的机构；其次使得相机的架的重量减轻很多，减少了材料的使用量和机械部分的加工周期；核心的机械陀螺调整机构运动部分更加精确稳定；多个减震胶柱环形阵列，有效的减小了上级震动传递到云台；采用多相机多方位获取地面影像，极大的缩短了后期三维建模周期。

Description

多镜头航测平台

技术领域

本发明涉及一种航空拍摄装置，具体为一种质量轻，结构稳定的多镜头航测平台。

背景技术

伴随着经济的飞速发展，信息技术发展日新月异。在航空摄影中，如果能够快速地获取地面影像并快速地整理拼图，就能更迅速地及时全面了解目标区域的现实情况。这样的技术广泛应用于军事作战计划实施，数字沙盘建模，抢险救灾，现场侦查等领域。

然而，现有的航空摄影一般只设置一台航拍相机，航拍获取信息量太小，不能快速地获取地面影像并快速地整理拼图，就能更迅速地及时全面了解目标区域的现实情况。再者，受到直升机发动机震动的影响，拍摄效果不佳；另外稳定性也存在不足，不能消除由于低频晃动或机体倾斜造成的影响。因此很难拍摄出高质量的图像，无法满足专业需求。

发明内容

本发明的目的是针对以上所述航空拍摄装置存在的不足，提供一种具结构稳定、重量轻、可以极大的缩短后期三维建模周期的多镜头航测平台。

本发明是这样实现的：多镜头航测平台，包括第一层夹板，第二层夹板以及第三层夹板，所述第一层夹板，第二层夹板和第三层夹板依次排布后通过若干连接杆连接，所述第三层夹板中设置有中心拍摄装置，所述第二层夹板的圆周内围绕中心拍摄装置最少固定有一个拍摄装置。

所述第三夹板与所述第二层夹板之间设置有加强板，用于对第三层夹板进行固定和支撑。

所述第二层夹板上固定用若干用于安装拍摄装置的相机座，所述相机座内安装有拍摄装置。

所述中心拍摄装置的拍摄镜头设置于所述第三夹板的水平位置上，所述第二层夹板周围的拍摄装置的拍摄镜头轴线与中心拍摄装置的拍摄镜头轴线呈具有角度放置，使得拍摄装置可以多方位获取地面纹理，包括顶部纹理，地面建筑物多个侧面纹理。

所述第一夹板固定于中心调整机构下，所述中心调整机构与用于与直升机连接的连接部连接。

所述中心调整机构与所述连接部之间设置有若干减震胶柱，用于起到良好的减震作用。

所述中心调整机构包括Z轴转盘、X轴调整装置和Y轴调整装置，所述X轴调整装置下设置Y轴调整装置，所述Z轴转盘安装于所述Y轴调整装置上。这样可以在Z轴转盘上可做回转运动，其中Z轴为Y轴控制子对象，Y轴又为X轴子对象，从而机械上实现一种三个轴互相垂直的旋转运动，保持了相机姿态三维调整。

所述X轴调整装置包括X轴伺服舵机，X轴驱动同步带轮和X轴被动同步带轮，所述X轴伺服舵机固定于顶部用于减震的连接板上，所述X轴伺服舵机上安装X轴驱动同步带轮，所述X轴被动同步带轮固定于Y轴连接边框上，所述X轴驱动同步带轮和X轴被动同步带轮通过同步带连接。

所述X轴伺服舵机固定于X轴伺服舵机座上，所述X轴伺服舵机座固定于连接板下。

所述Y轴调整装置包括Y轴伺服舵机、Y轴驱动同步带轮和Y轴驱动同步带轮，所述Y轴伺服舵机固定于X轴伺服舵机座下，Y轴伺服舵机与所述Y轴驱动同步带轮连接，所述Y轴驱动同步带轮通过同步带与所述Y轴被动同步带轮连接。

所述Z轴转盘活动设置与所述Y轴调整装置外侧，用于对Z轴方向进行转动调整。

所述连接部内安装有传感器。

所述拍摄装置可以是相机。

本发明的核心在于多方位获取地面纹理信息，应用计算机图形算法自动快速建模。在真三维场景建模过程中，本发明采用计算机自动建模，而常规的建模使用采集到的平面航空影像纹理人工建，本发明相对常规的人工建模速度提高数十倍；其次多个不同角度的镜头在航拍的过程中同时获取建筑物侧面纹理，有效的减少了人工的干预。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明在设计的过程中相机的固定框架应用多层夹持结构设计，设计采用了最基本的结构实现最为稳定的机构；其次使得相机的架的重量减轻很多，减少了材料的使用量和机械部分的加工周期。核心的机械陀螺调整机构采用精密的CNC加工，使得机械运动部分更加精确稳定；多个减震胶柱环形阵列，有效的减小了上级震动传递到云台。采用多相机多方位获取地面影像，极大的缩短了后期三维建模周期。可以广泛应用于技术应用军事作战计划实施，数字沙盘建模，抢险救灾，现场侦查等领域。

附图说明

图1为本发明多镜头航测平台的主视结构示意图；

图2为本发明多镜头航测平台的左视结构示意图；

图3为本发明多镜头航测平台的俯视结构示意图；

图4为本发明多镜头航测平台的中心调整机构的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。

多镜头航测平台，如图1-3所示，包括第一层夹板3，第二层夹板4以及第三层夹板5，所述第一层夹板3与第二层夹板4通过若干连接杆连接，在所述第二层夹板4的圆周内最少固定有一个拍摄装置7；所述第三夹板5与所述第二层夹板4通过若干连接杆连接，所述第三层夹板5中设置有中心拍摄装置71。所述第一层夹板3，第二层夹板4以及第三层夹板5组成三层结构的多相机固定架，通过可以是螺杆的连接杆紧密连接到一起，即使在飞行中脱落几个螺母也不会造成所述固定架变形松动。所述第一层夹板3，第二层夹板4以及第三层夹板5与螺杆之间设置有固定螺母。

所述第三夹板5与所述第二层夹板4之间设置有加强板8，用于对第三层夹板5进行固定和支撑。所述第二层夹板4上固定用若干用于安装拍摄装置的相机座6，所述相机座6内安装有拍摄装置7。所述中心拍摄装置71的拍摄镜头设置于所述第三夹板5的水平位置上，所述第二层夹板4周围的拍摄装置7与中心拍摄装置71呈具有角度放置，使用多个镜头同时拍摄，镜头的相对位置经过精确计算，使得拍摄装置可以多方位获取地面纹理，包括顶部纹理，地面建筑物多个侧面纹理。同时各个航片存在一定的重叠率，几乎获取航拍区域的物体的所有表面纹理。同时本平台有效的解决了航空摄影中的直升机飞行旋偏，平台自平衡调整问题。优选的，围绕中心拍摄装置71，在所述第二层夹板4上均匀的设置6台拍摄装置7。

所述第一夹板3固定于中心调整机构下，所述中心调整机构与用于与直升机连接的连接部1连接。所述中心调整机构与所述连接部1之间设置有若干减震胶柱2，用于起到良好的减震作用。所述连接部1内设置有用检测飞机状态的传感器11。所述Z轴转盘12与所述连接部1之间设置有若干减震胶柱2，所述减震胶柱2为整个平台和直升机连接部分，可以起到良好的减震作用，使得云台不受飞机发动机震动干扰。

如图4所示，所述中心调整机构包括Z轴转盘、X轴调整装置和Y轴调整装置，所述X轴调整装置下设置Y轴调整装置，所述Z轴转盘安装于所述Y轴调整装置上。这样可以在Z轴转盘上可做回转运动，其中Z轴为Y轴控制子对象，Y轴又为X轴子对象，从而机械上实现一种三个轴互相垂直的旋转运动，保持了相机姿态三维调整。所述X轴调整装置包括X轴伺服舵机9，X轴驱动同步带轮14和X轴被动同步带轮17，所述X轴伺服舵机9固定于顶部用于减震的连接板13上，所述X轴伺服舵机10上安装X轴驱动同步带轮14，所述X轴驱动同步带轮14固定于中心实体19外围铝板上，所述中心实体19固定于X轴伺服舵机座上，所述X轴驱动同步带轮14和X轴被动同步带轮17通过同步带连接。所述X轴被动同步带轮17通过一转轴可以转动的穿过所述中心实体19。X轴伺服舵机9驱动中心实体19外围所有机构在X轴上转动。其中，所述X轴伺服舵机9固定于X轴伺服舵机座15上，所述X轴伺服舵机9固定于连接板13下和X轴伺服舵机座15内部。

所述Y轴调整装置包括Y轴伺服舵机10、Y轴驱动同步带轮21和Y轴被动同步带轮25，所述Y轴伺服舵机10固定于中心实体四周铝板上，Y轴伺服舵机10通过连接盘20与所述Y轴驱动同步带轮21连接，所述Y轴驱动同步带轮21通过同步带与所述Y轴被动同步带轮25连接，所述Y轴被动同步带轮25与Y轴边框板16固定连接。所述Y轴被动同步带轮25通过Y轴连接法兰18与所述中心实体19的最外层安装板16连接。所述Y轴被动同步带轮25内设置有滚珠轴承23。其中，所述X轴伺服舵机座15与所述Y轴伺服舵机10之间设置有中心实体19，用于主体悬挂。所述Z轴转盘12活动设置与所述Y轴调整装置的Y轴边框板16外侧，用于对Z轴方向进行转动调整。

所述第一层夹板3，第二层夹板4以及第三层夹板5组成的整体在Z轴转盘12上可做回转运动其中Z轴转盘12的运转电机内置，其中Z轴及其驱动的外部转盘和夹板为Y轴控制子对象，Y轴又为X轴子对象，从而机械上实现一种三个轴互相垂直的旋转运动，保持了相机姿态三维调整。

本发明采用三轴姿态调整，主要是根据机械陀螺仪结构设计一种电机驱动的自动稳定的机械平台，若干多相机固定架被该平台所驱动，使得多相机平台始终保持传动部分；其中的三层夹板中间固定链接相机座(包括相机在内)，加强板，形成一个整体，该整体在Z轴转盘上可做回转运动其中Z轴运转电机内置，其中Z轴及其驱动的外部转盘和夹板为Y轴控制子对象，Y轴又为X轴子对象，从而机械上实现一种三个轴互相垂直的旋转运动，保持了相机姿态三维调整。

调整的过程中相机的相对位置及其光轴的角度为确定值，经过计算保持给定的角度放置，相机设置好后，所拍摄地面物体的航片具有设定的重叠率，然后就是后期软件处理；机械部分的极限位置设置为正负15度，电机经过减速器及其同步带轮减速后设定转角为正负12度，从而整个Z轴及其子对象在这个正负12度范围内运动，Z轴在保持在正负15度内运动；以上角度范围均根据实际飞行情况而设计。有效的解决了飞机在空中的横滚，侧翻，俯仰带来的一系列误差问题。

上述实施例并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.多镜头航测平台，其特征在于：包括第一层夹板，第二层夹板以及第三层夹板，所述第一层夹板，第二层夹板和第三层夹板依次排布后通过若干连接杆连接，所述第三层夹板中设置有中心拍摄装置，所述第二层夹板的圆周内围绕中心拍摄装置最少固定有一个拍摄装置。

2.如权利要求1所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述第三夹板与所述第二层夹板之间设置有加强板。

3.如权利要求1所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述第二层夹板上固定用若干用于安装拍摄装置的相机座，所述相机座内安装有拍摄装置；所述中心拍摄装置的拍摄镜头设置于所述第三夹板的水平位置上，所述第二层夹板周围的拍摄装置的拍摄镜头轴线与中心拍摄装置的拍摄镜头轴线呈具有角度放置。

4.如权利要求3所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述第一夹板固定于中心调整机构下，所述中心调整机构与用于与直升机连接的连接部连接。

5.如权利要求4所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述中心调整机构与所述连接部之间设置有若干减震胶柱。

6.如权利要求4所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述中心调整机构包括Z轴转盘、X轴调整装置和Y轴调整装置，所述X轴调整装置下设置Y轴调整装置，所述Z轴转盘安装于所述Y轴调整装置上。

7.如权利要求6所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述X轴调整装置包括X轴伺服舵机，X轴驱动同步带轮和X轴被动同步带轮，所述X轴伺服舵机固定于顶部用于减震的连接板上，所述X轴伺服舵机上安装X轴驱动同步带轮，所述X轴被动同步带轮固定于Y轴连接边框上，所述X轴驱动同步带轮和X轴被动同步带轮通过同步带连接。

8.如权利要求6所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述X轴伺服舵机固定于X轴伺服舵机座上，所述X轴伺服舵机座固定于连接板下。

9.如权利要求6所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述Y轴调整装置包括Y轴伺服舵机、Y轴驱动同步带轮和Y轴驱动同步带轮，所述Y轴伺服舵机固定于X轴伺服舵机座下，Y轴伺服舵机与所述Y轴驱动同步带轮连接，所述Y轴驱动同步带轮通过同步带与所述Y轴被动同步带轮连接。

10.如权利要求6所述的多镜头航测平台，其特征在于：所述Z轴转盘活动设置与所述Y轴调整装置外侧。

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