CN103895584B - 具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维全景数据采集领域，公开了具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，包括一水平底座，至少三个可调节接触面的真空吸盘、一全景相机升降装置、两个GPS天线和导航装置，其中，全景相机升降装置设置有全景拍摄相机，升降装置、两个GPS天线和导航装置分别固定于水平底座之上，至少三个真空吸盘均匀分布于水平底座下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆连接至水平底座，以固定并支撑水平底座。实现了车载全景云台可移动、可装卸和可升降的功能，提升车载全景云台装卸灵活性和定位性能。通过GPS以及惯性导航系统等多位置传感器耦合，为车载全景云台提供稳定、高精度的拍摄位置、姿态等信息，更好支持全景影像的后期应用。

Description

具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台

技术领域

本发明涉及三维全景数据采集领域，尤其涉及一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台。

背景技术

全景也被称为3D实景，是一种新兴的富媒体技术，3D实景是利用普通相机的多角度照片或全景镜头所拍摄的全景影像，经过特殊的拼合、处理，获得的全景图像。目前，全景的主要应用之一是将其拍摄位置与传统地图结合形成街景地图，使得二维地图延伸为三维可视化地图，为用户提供了身临其境的体验，谷歌、百度和腾讯等公司都相继推出了各自的街景地图。

采集街景影像的设备被称为全景采集平台或者全景采集系统，主要包括全景相机、全景云台以及其载体。其中，全景云台是集成安装于专用的车辆载体上，云台与车辆之间通过支架及螺丝固定，这对车的内外改造程度大；搭载全景云台的车辆只能用于全景数据采集，而不能用于其他用途，造成了车辆资源的浪费，而且还会产生一系列问题，如下：

1、由于车辆与全景云台融为一体，车辆自身故障，将导致无法进行街景数据采集；

2、车辆与全景云台的固定高度，使得车辆不能通过限高小于固定高度的交通设施；

3、对于全景采集系统要专门的车库停放，车库高度需大于车本身高度加全景云台的固定高度，无形中增加了存放、保养和维护成本。

另外，目前全景采集平台一般采用通用GPS定位来确定全景采集位置，但由于GPS定位精度有限（目前，普通单GPS定位精度范围5-10米），且实际数据采集过程中往往出现建筑物等对GPS信号造成遮挡，引起GPS发生失锁，无法实现长时间连续精确定位。

发明内容

本发明提供一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，解决全景云台的不可移动性，带来的车辆资源浪费、使用不便、保养和维护成本高以及无法提供精确位置信息的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，所述车载全景云台包括一水平底座，至少三个可调节接触面的真空吸盘、一全景相机升降装置、两个GPS天线和导航装置，其中，所述全景相机升降装置设置有全景拍摄相机，所述升降装置、所述两个GPS天线和所述导航装置分别固定于所述水平底座之上，所述至少三个真空吸盘均匀分布于所述水平底座下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆连接至所述水平底座，以固定并支撑所述水平底座。

通过本发明提供的一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，实现了车载全景云台可移动、可装卸和可升降的功能，提升了车载全景云台装卸灵活性和定位性能。通过GPS接收器以及惯性导航系统INS等多位置传感器耦合，为车载全景云台提供稳定、高精度的拍摄位置、姿态等信息，更好地支持全景影像的后期应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为本发明实施例提供的一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的侧视结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的俯视结构示意图；

图2a为本发明实施例提供的另一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的侧视结构示意图；

图2b为本发明实施例提供的另一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的俯视结构示意图；

图3a为本发明实施例提供的具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的侧视结构示意图；

图3b为本发明实施例提供的具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的俯视结构示意图；

图3c为本发明实施例提供的具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台的正视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例中提供了一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，如图1a（侧视图）和图1b（俯视图）所示，该车载全景云台100包括一水平底座110，至少三个可调节接触面的真空吸盘（此处以四个吸盘的情况举例说明，如图中的121、122、123、124）、一全景相机升降装置140、两个GPS天线（161、162）和导航装置165，其中，一全景拍摄相机130安装于全景相机升降装置140之上。全景相机升降装置140、个GPS天线（161、162）和导航装置分别固定于水平底座110之上。至少三个真空吸盘均匀分布于水平底座下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆（151、152、153、154）连接至水平底座110，以固定并支撑水平底座110。

其中，第一连接杆（151、152、153、154）与水平底座110的连接处可通过半球型连接头连接，使得水平底座110可水平360度、垂直180旋转，起到调节水平底座110处于水平位置的作用。两个GPS天线（161、162）通过天线固定卡座（163、164）固定于水平底座110之上。

通过本发明提供的一种可移动升降式车载全景云台，车载全景云台包括一水平底座，至少三个可调节接触面的真空吸盘、一全景拍摄相机、一升降装置、两个GPS天线和导航装置，其中，全景拍摄相机安装于升降装置之上，升降装置、两个GPS天线和导航装置分别固定于水平底座之上，至少三个真空吸盘均匀分布于水平底座下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆连接至水平底座，以固定并支撑水平底座。真空吸盘和升降装置，使得车载全景云台可方便的进行装卸、移动和调整高度，实现了车载全景云台可移动、可装卸和可升降的功能，提升了车载全景云台装卸灵活性。另外，通过引入双GPS天线提升了全景云台的定位、定向精度，缩短了定位初始化时间。

为增加或强化车载全景云台的位置定位功能，在上述实施例的基础上，采用GPS定位和INS定位联合定位的方式，本发明实施例中又提供了另一种可移动升降式车载全景云台，如图2a（侧视图）和图2b（俯视图）所示，该车载全景云台200包括一水平底座210，至少三个可调节接触面的真空吸盘（此处以四个吸盘的情况举例说明，如图中的221、222、223、224）、一全景拍摄相机230、一升降装置240，其中，至少三个真空吸盘均匀分布于水平底座210下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆（251、252、253、254）连接至水平底座210，以固定并支撑水平底座210。车载全景云台200还包括一长条形的天线固定板260、两个可调节接触面的真空吸盘（271、272）、两个GPS天线（281、282）和导航装置283，其中，天线固定板260水平置于水平底座200上，GPS天线通过天线固定卡座（284、285）固定于天线固定板260的两侧，真空吸盘（271、272）通过高度可调节的第二连接杆（273、274）连接至天线固定板的末端底部。

其中，天线固定板260水平置于水平底座200上可以有多种方式，例如天线固定板260水平嵌入水平底座200的中心凹槽中或天线固定板260水平叠放于水平底座200的中心线上。

导航装置283包括GPS定位模块和INS（Inertial Navigation System，惯性导航系统）定位模块，两者通过耦合方式紧密集成，实现GPS与INS的联合定位方式，可以为车载全景云台提供稳定、高精度的拍摄位置、姿态等信息，解决了现有技术中GPS定位精确度不高，容易产生失锁的技术问题。

天线固定板260底部通过2段结构的第二连接杆（273、274）支撑，并通过真空吸盘（271、272）固定于物体表面，第二连接杆（273、274）上都有调节旋钮可以调节杆的长度和弯曲度，真空吸盘与接触面角度不同则2段连接杆弯曲角度和长度不同。第二连接杆（273、274）与天线固定板260的连接处可通过半球型连接头连接，使得天线固定板260可水平360度、垂直180旋转，起到天线固定板260处于水平位置的作用。相对于第一连接杆而言，第二连接杆（273、274）较第一连接杆（251、252、253、254）长且细，可确保通过弯曲大角度来实现固定，而第一连接杆短且粗，使得水平底座210距离车辆载体车顶较近且可以支持较重重量，保证了车载全景云台的稳定。

车载全景云台200还可以包括一采集协同控制器290，该采集协同控制器置于水平底座210之上，用于控制导航装置283与全景拍摄相机230的协同同步。特别是固定间距采集应用时，导航装置283定位到全景采集平台的运动至等距离位置时，触发全景拍摄相机230进行全景影像的采集，例如：全景拍摄相机随车辆每运动10米，触发全景拍摄相机进行全景影像的采集。

车载全景云台200还包括一升降柱遥控器，该降柱遥控器可置于水平底座之上，用于遥控控制升降装置。

车载全景云台200还包括一供电装置，该供电装置可置于水平底座之上，用于为车载全景云台供电。

两个GPS天线和导航装置处于一条直线上，且与车载全景云台的运动方向平行，沿车载全景云台的运动方向前面的天线与导航装置的距离为后面的天线与导航装置距离的2倍。

为方便进行车载全景云台的水平校准，还可以在水平底座210上嵌入一水准泡，方便进行底座的水平检测。

通过本发明提供的一种可移动升降式车载全景云台，通过在车载全景云台上增加了导航装置，实现了GPS/INS组合导航，解决了INS长时间漂移或GPS卫星受到限制时，不能正常定位的技术问题，实现了在GPS信号较弱甚至失锁状态下，也可以长时间连续定位。另外，通过在天线固定板260上增加GPS双天线提高了定位、定向精度，并缩短了定位系统的初始化时间。

为更加清楚的介绍本发明实施例中的可移动升降式车载全景云台，如图3a（侧视图）、图3b（俯视图）、图3c（正视图）所示，为具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台在车载环境下的实际应用样例，其中，图3a（侧视图）中的可移动升降式车载全景云台，包括：全景相机310、全景相机连接件311、竹节液压升降柱320、GPS+INS组合导航设备350、采集协同控制器340、云台主水平底座360、GPS天线370、GPS天线固定卡座380、主从GPS天线板390、连接杆311、半球型连接器310、连接杆长度调节旋钮312和真空吸盘313。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接应用于其他相关领域，均同理包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有高精度定位功能的可移动升降式车载全景云台，其特征在于，所述车载全景云台包括一水平底座，至少三个可调节接触面的真空吸盘、一全景相机升降装置、两个GPS天线和导航装置，其中，所述全景相机升降装置设置有全景拍摄相机，所述升降装置、所述两个GPS天线和所述导航装置分别固定于所述水平底座之上，所述至少三个真空吸盘均匀分布于所述水平底座下方，每个真空吸盘通过高度可调节的第一连接杆连接至所述水平底座，以固定并支撑所述水平底座；所述车载全景云台还包括一长条形的天线固定板、两个可调节接触面的真空吸盘，其中，所述天线固定板水平置于所述水平底座上，所述两个GPS天线分别固定于所述天线固定板的两侧，所述真空吸盘通过高度可调节的第二连接杆连接至所述天线固定板的两侧。

2.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述导航装置包括GPS定位模块和惯性导航系统INS定位模块，所述GPS定位模块和所述INS定位模块通过耦合方式集成。

3.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述连接杆分为两段，其中，每一段上有一调节旋钮，所述调节旋钮用于调节连接杆的长度和弯曲角度。

4.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述连接杆通过半球形连接组件与所述水平底座连接。

5.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述车载全景云台还包括一采集协同控制器，所述采集协同控制器置于所述水平底座之上，用于控制所述导航装置与所述全景拍摄相机的协同同步。

6.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述车载全景云台还包括一升降柱遥控器，所述升降柱遥控器置于所述水平底座之上，用于遥控控制升降装置。

7.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述车载全景云台还包括一供电装置，所述供电装置置于所述水平底座之上，用于为所述车载全景云台供电。

8.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述第一连接杆的长度小于所述第二连接杆，所述第一连接杆的直径大于所述第二连接杆，以使得所述第一连接杆的可承载负荷大于所述第二连接杆。

9.根据权利要求1所述的车载全景云台，其特征在于，所述两个GPS天线和所述导航装置处于一条直线，且与所述车载全景云台的运动方向平行，沿所述车载全景云台的运动方向前面的天线与所述导航装置的距离为后面的天线与所述导航装置距离的2倍。