CN107340670A - 一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置，其包括：镜片机构、支撑机构、相机；镜片机构包括反光镜、反光镜支架和第一动力部件，反光镜和第一动力部件安装在反光镜支架上，反光镜与第一动力部件的输出轴连接；支撑机构包括第二动力部件和连接件，第二动力部件的输出轴和连接件固定连接；相机设置于镜片机构的后方，反光镜设置于相机的光轴上；相机和镜片机构分别固定连接于连接件的两端，支撑机构连接在航空器上；通过第一动力部件带动反光镜做俯仰运动；第二动力部件带动连接件摆动，连接件带动反光镜和相机摆动；从而改变相机的拍摄方向。本发明通过反光镜改变相机的光轴实现多角度拍摄，设备重量轻，可靠性高，操作简便。

Description

一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置

技术领域

本发明涉及一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置。

背景技术

随着航空飞行技术的成熟和广泛应用，越来越多的用户开始使用航空器作为航空摄影的载体。航空器能在大气层内进行可控飞行，通过在飞行平台内搭载摄像设备进行高空摄影。通常一台摄像设备只能从一个方向上进行拍摄，在需要从垂直、倾斜等不同方向上采集影像材料时，简单的一台摄像设备便不能圆满完成任务。

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，能够从垂直、倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。

目前使用的主要方法是在航空摄影装置内安装多个内置相机，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象。为了减少整机重量和成本，通常采用转动内置相机实现多角度拍摄，以减少内置相机数量。

上述技术方案的主要缺陷有：

1、在航空器内安装多个相机，为实现完整角度的拍摄，通常需要向下、前、后、左、右五个方向拍摄的相机，就需要在一台航空器上安装五个内置相机，而且拍摄到的角度有限。由于相机的体积和重量较大，航空器能够搭载设备的重量也有一定的限制。而且航空器重量增加，为维持航空器的平衡和稳定性，需要消耗更多的能量，不利于航空器的飞行。

2、采用转动内置相机实现多角度拍摄，由于内置相机自身的体积和重量较大，转动时会引起整机震动也较大，同时也增加了电量的消耗，不利于航空摄影。

3、相机转动周期长，在一定重叠率要求下，拍摄效率和质量会下降。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置，其内置一台相机且摄影角度自动切换，便于操作同时有效地减轻航空倾斜摄影装置的重量，更加适应于航空摄影。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置，其包括：镜片机构、支撑机构、相机；

镜片机构包括反光镜、反光镜支架和第一动力部件，反光镜和第一动力部件安装在反光镜支架上，反光镜与第一动力部件的输出轴连接；

支撑机构包括第二动力部件和连接件，第二动力部件的输出轴和连接件固定连接；

相机设置于镜片机构的后方，反光镜设置于相机的光轴上；

相机和镜片机构分别固定连接于连接件的两端，支撑机构连接在航空器上；通过第一动力部件带动反光镜做俯仰运动；第二动力部件带动连接件摆动，连接件带动反光镜和相机摆动；从而改变相机的拍摄方向。

本发明中，通过在相机前端增加一镜片机构，反光镜做俯仰运动实现相机向正下、向前下、向后下方向的拍摄，反光镜的俯仰运动通过第一动力部件带动。

本发明中，通过支撑机构支撑和连接相机与反光镜，相机与反光镜同时随着支撑机构在水平方向上摆动，实现向左下、向右下方向的拍摄，支撑机构的摆动通过第二动力部件带动。

本发明通过增加反光镜、反光镜支架、第一动力部件、第二动力部件、连接件等简单的设备，采用一个相机即可实现多个不同角度的拍摄，拍摄角度多样，设备重量轻，其电气连接无需运动，失效风险小，可靠性高，转动时震动小，对整机的拍摄效果影响小。

根据本发明另一具体实施方式，连接件为中间平直，两端向下弯曲的杆，第二动力部件的输出轴连接在连接件中间平直位置。连接件为支撑机构中主要的支撑部件，为避免遮挡相机和反光镜的视线影响拍摄，连接件位于相机和反光镜的上端并且与航空器连接，连接件为一具有一定刚度和强度的杆，用来支撑相机和反光镜，维持相机和反光镜在高空位置处的稳定和正常工作。

根据本发明另一具体实施方式，相机为卧式相机。相机横向放置，反光镜在相机摄像头的前端，相机摄像头的光轴投射到反光镜上，通过调节反光镜的角度实现相机不同角度上的景象拍摄。

根据本发明另一具体实施方式，相机数目为一台，相机与连接件固定连接。连接件中间处连接于航空器上，两端的一端连接相机，起到支撑和稳固相机的作用。

根据本发明另一具体实施方式，反光镜数目为一个，反光镜的角度通过第一动力部件的驱动可切换。

根据本发明另一具体实施方式，反光镜支架为弧形杆，反光镜支架一端与反光镜活动连接，反光镜支架另一端与第一动力部件固定连接，反光镜支架中间位置处与连接件固定连接。

根据本发明另一具体实施方式，反光镜一端与第一动力部件的输出轴固定连接，反光镜的另一端可摆动地安装在反光镜支架上。拍摄过程中反光镜需要转换不同的角度，就需要动力部件进行驱动，因此反光镜的一端与第一动力部件的输出轴固定连接，反光镜随着输出轴的运动而摆动，同时另一端需要保持能自由活动，因此另一端可摆动地安装在反光镜支架上。

根据本发明另一具体实施方式，第一动力部件的输出轴与第二动力部件的输出轴互相垂直。空间位置为一三维结构，反光镜通过两个相互垂直方向上的转动，即可实现三维空间中任意角度的投射。

根据本发明另一具体实施方式，反光镜支架平面与相机的光轴的角度呈0°-90°，反光镜支架为水平或倾斜设置，只需满足反光镜的镜面在相机的光轴上即可实现拍摄。

根据本发明另一具体实施方式，相机和镜片机构均与支撑机构连接，支撑机构连接航空器。支撑机构与相片和镜片机构均固定连接，将与相片和镜片机构作为一个整体连接于航空器上，航空器搭载相片和镜片机构在高空上实现不同角度倾斜摄影。

本发明的拍摄过程为，例如，包含如下步骤：

1、第一动力部件转动一次反光镜进行向前下方的拍摄，再转动一次反光镜进行向正下方的拍摄，继续转动一次进行向后下方的拍摄；

2、第二动力部件向左或向右转动一次(例如90°)，第一动力部件转动三次，依次完成向左下方、向正下方、向右下方等方向的拍摄。

上述步骤中，第一动力部件、第二动力部件的转动顺序可根据不同的拍摄方向顺序进行调整，不局限于上述顺序过程。

与现有技术相比，本发明具备如下有益效果：

1、通过反光镜的转动实现相机不同角度的拍摄，反光镜重量轻，转动时震动小，不影响相机的拍摄效果。

2、增加了反光镜、反光镜支架、第一动力部件、第二动力部件、连接件等的设备，采用一个相机即实现了不同角度的拍摄，增加的设备重量轻，不影响航空器的飞行。

3、内置相机相对反光镜固定，其电气连接无需运动，失效风险小，可靠性高，使用和实现起来操作简单。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的单镜头单轴倾斜摄影装置的整体结构示意图；

图2是实施例1的相机向前下方拍摄示意图；

图3是实施例1的相机向左下方拍摄示意图；

图4是实施例1的相机向正下方拍摄示意图；

图5是实施例1的相机向右下方拍摄示意图；

图6是实施例1的相机向后下方拍摄示意图；

具体实施方式

实施例1

如图1-图6所示，本实施例提供了一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置，其包括第一动力部件1、第二动力部件2、连接件3、反光镜4、相机5和反光镜支架6。

镜片机构包括第一动力部件1、反光镜4、反光镜支架6，镜片机构主要用来实现反光镜4的固定和角度调节，反光镜支架6用于安装和固定反光镜4，第一动力部件1用于驱动反光镜4摆动；

支撑机构包括第二动力部件2、连接件3，支撑机构用来连接和支撑反光镜4和相机5。连接件3为中间平直，两端向下弯曲的杆，第二动力部件2的输出轴连接在连接件3的中间平直位置。连接件3为支撑机构中主要的支撑部件，相机5和镜片机构分别固定连接于连接件3的两端。为避免遮挡相机5和反光镜4的视线影响拍摄，连接件3位于相机5和反光镜4的上端并且与航空器连接，连接件3为一具有一定刚度和强度的杆，用来支撑相机5和反光镜4，维持相机5和反光镜4在高空位置处的稳定和正常工作。

第二动力部件2驱动连接件3转动，连接件3带动反光镜4和相机5旋转。

相机5用来拍摄和采集影像资料。

本实施例中，相机5为卧式相机，相机5横向摆放，反光镜4在相机5摄像头的前端，相机5摄像头的光轴投射到反光镜4上，通过调节反光镜4的角度实现相机5不同角度上的景象拍摄。

反光镜4通过第一动力部件1和第二动力部件2两个互相垂直方向的驱动，使反光镜4切换不同的空间角度。空间位置为三维结构，反光镜4通过两个相互垂直方向上的转动，即可实现三维空间中任意角度的投射。

本实施例中，反光镜4的一端与第一动力部件1的输出轴固定连接，反光镜4的另一端可摆动地安装在反光镜支架6上。反光镜支架6为弧形杆，反光镜支架6一端与反光镜4活动连接，反光镜支架6另一端与第一动力部件1固定连接，反光镜支架6中间位置处与连接件3固定连接。拍摄过程中反光镜4需要转换不同的角度，就需要动力部件进行驱动，因此反光镜4的一端与第一动力部件1的输出轴固定连接，反光镜4随着输出轴的运动而摆动，同时另一端需要保持能自由活动，因此另一端可摆动地安装在反光镜支架6上。第一动力部件4输出轴只做俯仰运动，控制反光镜4做俯仰运动，实现向正下、向前下、向后下方向的拍摄。

本实施例中，相机5和镜片机构均与支撑机构连接，支撑机构连接航空器。支撑机构与相片和镜片机构均固定连接，将与相片和镜片机构作为一个整体连接于航空器上，航空器搭载相片和镜片机构在高空上实现不同角度倾斜摄影。

相机5和镜片机构分别固定连接于连接件3的两端，第二动力部件2驱动连接件3摆动时，连接件3带动相机5和镜片机构摆动，使反光镜4改变相机5的光轴由向前下、向正下、向后下方向的拍摄变成向左下、向正下、向右下等方向的拍摄。

本实施例中，反光镜支架6平面与相机的光轴的角度呈0°-90°任意角度，反光镜支架6为水平或倾斜设置，只需满足反光镜的镜面在相机的光轴上即可实现拍摄。

本实施例的拍摄过程为，例如，包含如下步骤：

1、第一动力部件1转动一次反光镜4进行向前下方的拍摄，再转动一次反光镜4进行向正下方的拍摄，继续转动一次进行向后下方的拍摄；

2、第二动力部件2向左或向右转动一次(例如90°)，第一动力部件1转动三次，依次完成向左下方、向正下方、向右下方等方向的拍摄。

上述步骤中，第一动力部件1、第二动力部件2的转动顺序可根据不同的拍摄方向顺序进行调整，不局限于上述顺序过程。

本实施例使用一个相机5和一个反光镜4，搭载一些驱动部件和支撑连接部件，实现相机的多角度倾斜摄影。通过反光镜的转动实现相机的多角度拍摄，采用最少的相机数量，有效的减轻倾斜摄影装置的重量，有利于航空摄影；同时由于转动反光镜，其质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小，内置相机相对反光镜固定，其电气连接无需运动，减小失效风险，可靠性高，相片畸变小，建模精度高。其在航空倾斜摄影领域可以有更广泛的应用。

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

Claims (10)

1.一种用于航空器的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述单镜头单轴倾斜摄影装置包括：镜片机构、支撑机构、相机；

所述镜片机构包括反光镜、反光镜支架和第一动力部件，所述反光镜和所述第一动力部件安装在所述反光镜支架上，所述反光镜与所述第一动力部件的输出轴连接；

所述支撑机构包括第二动力部件和连接件，所述第二动力部件的输出轴和所述连接件固定连接；

所述相机设置于所述镜片机构的后方，所述反光镜设置于所述相机的光轴上；

所述相机和所述镜片机构分别固定连接于所述连接件的两端，所述支撑机构连接在航空器上；

通过所述第一动力部件带动所述反光镜做俯仰运动；所述第二动力部件带动所述连接件摆动，所述连接件带动所述反光镜和所述相机摆动；从而改变所述相机的拍摄方向。

2.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述连接件为中间平直，两端向下弯曲的杆，所述第二动力部件的输出轴连接在所述连接件中间平直位置。

3.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述相机为卧式相机。

4.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述相机数目为一台，所述相机与所述连接件固定连接。

5.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜数目为一个。

6.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜支架为弧形杆，所述反光镜支架一端与所述反光镜活动连接，所述反光镜支架另一端与所述第一动力部件固定连接，所述反光镜支架中间位置处与所述连接件固定连接。

7.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜一端与所述第一动力部件的输出轴固定连接，所述反光镜的另一端可摆动地安装在所述反光镜支架上。

8.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述第一动力部件的输出轴与所述第二动力部件的输出轴互相垂直。

9.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜支架平面与所述相机的光轴的角度呈0°-90°。

10.如权利要求1所述的单镜头单轴倾斜摄影装置，其特征在于，所述相机和所述镜片机构均与所述支撑机构连接，所述支撑机构连接航空器。