CN107367266A - 一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，其特征在于，包括：相机、角度调节机构和动力部件；相机固定安装在航空器上；角度调节机构包括镜片和用于带动镜片运动的传动部件；镜片设置于传动部件上，传动部件设置于航空器上；动力部件安装在航空器上，动力部件驱动传动部件；通过传动部件调整正对相机的镜片的角度、或切换正对相机的镜片，从而改变相机的拍摄方向。本发明提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，其采用一个固定设置的内置相机，实现了多个相机的多角度拍摄，其有效地减轻航空倾斜摄影装置的重量，降低了造价成本，更加适应航空摄影，其传动结构简单，运动震动小，对拍摄的影响小，可靠性高。

Description

一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置

技术领域

本发明涉及一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置。

背景技术

随着无人机技术的发展，其应用领域也在逐渐扩大，无人机倾斜摄影技术便是在此基础上发展起来的一项新型摄影测量技术。与传统的摄影测量技术不同的是：倾斜摄影相机通常由正视镜头和多个斜视镜头构成，挂载于无人机上，同时从垂直、倾斜等不同角度对地面物体进行拍照。垂直地面角度拍摄获取的影像称为正片，镜头朝向与地面成一定夹角拍摄获取的影像称为斜片。以倾斜摄影技术来获取影像数据作为素材，可进行自动化加工处理后得到真正射影像(TDOM)、数字表面模型(DSM)，实现真实场景的三维建模，快速还原真实现状，为用户提供更为丰富的地理信息。

由于倾斜摄影技术弥补了传统正射影像的不足，在数年前已经应用于城市建设、地质勘探等领域，然而近年来由于倾斜摄影后处理技术的长足进步以及无人机技术的不断发展，无人机倾斜摄影在多个行业的应用呈现了飞速增长的趋势。目前市面上已有多款不同类型的倾斜相机产品。

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；或者为了减少整机重量和成本，采用转动内置相机实现多角度拍摄，如中国专利201310404384.9公开了一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统，包括：无人机；设置于无人机上的固定架，固定架上设置有第一相机、第二相机和第三相机；第一相机、第二相机和第三相机的长边均垂直于飞行方向设置；第一相机和第三相机倾斜于水平面45°设置，第二相机垂直于摄影方向设置。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。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。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。

上述技术方案的缺陷在于：

1、装置重量较大，整机震动明显；

2、相机转动结构复杂，精度低，可靠性差。

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

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，其采用一个固定设置的内置相机，实现了多个相机的多角度拍摄，其有效地减轻航空倾斜摄影装置的重量，降低了造价成本，更加适应航空摄影，其传动结构简单，运动震动小，对拍摄的影响小，可靠性高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，其包括：相机、角度调节机构和动力部件；所述相机固定安装在所述航空器上；所述角度调节机构包括镜片和用于带动所述镜片运动的传动部件；所述镜片设置于所述传动部件上，所述传动部件设置于所述航空器上；所述动力部件安装在所述航空器上，所述动力部件驱动所述传动部件；通过所述传动部件调整正对所述相机的镜片的角度、或切换正对所述相机的镜片，从而改变所述相机的拍摄方向。

本发明中，通过在传动部件上设置镜片，通过所述传动部件调整正对所述相机的镜片的角度、或切换正对所述相机的镜片，从而改变所述相机的拍摄方向，实现多个角度的拍摄，进而实现全景图像的获取。由于采用单个固定设置的内置相机实现多个相机的拍摄效果，其具有成本低，重量轻的优势，由于相机固定无需转动，其稳定性更佳，对拍摄影响小，可靠性更高。

根据本发明的另一具体实施方式，所述传动部件为转轴组件，所述转轴组件包括第一转轴、第二转轴、支撑机构，所述第一转轴、所述第二转轴相互垂直，所述支撑机构分别与所述第一转轴、所述第二转轴连接；所述镜片可转动的设置于所述支撑机构上，所述镜片的一端直接连接所述第二转轴，所述镜片的另一端通过所述支撑机构连接所述第一转轴。

根据本发明的另一具体实施方式，所述动力部件包括用于驱动所述第一转轴的第一动力部件，和用于驱动所述第二转轴的第二动力部件，所述第一动力部件的输出轴通过所述第一转轴连接所述支撑机构，所述第二动力部件的输出轴通过所述第二转轴连接所述镜片。

根据本发明的另一具体实施方式，所述第一转轴、所述第二转轴水平设置于同一平面，所述第一转轴与所述相机的镜头的中心线共线或平行。

根据本发明的另一具体实施方式，所述第一转轴竖直设置，位于所述镜片的上方；所述第二转轴水平设置。

根据本发明的另一具体实施方式，所述传动部件为转盘组件，所述转盘组件包括转盘和若干连接件，所述转盘可转动的设置于所述航空器上，所述镜片包括若干空间角度不同的反射镜，每一所述反射镜通过一所述连接件连接所述转盘，所述动力部件驱动所述转盘转动。

根据本发明的另一具体实施方式，所述传动部件为滑轨组件，所述滑轨组件包括滑轨和滑块，所述滑轨设置于所述航空器上，所述滑块可滑动的设置于所述滑轨中，所述镜片包括若干空间角度不同的反射镜，若干所述反射镜设置于所述滑块上，所述动力部件驱动所述滑块滑动。

根据本发明的另一具体实施方式，所述反射镜的数目为五个。

根据本发明的另一具体实施方式，相机为卧式相机。

根据本发明的另一具体实施方式，所述相机为卧式相机，所述相机的数目为一个。

本发明的有益之处在于：通过传动部件调整镜片的状态，或切换镜片实现多角度拍摄，采用一个内置相机实现五个内置相机的拍摄效果。相比传统倾斜相机立式布局设置，有效的减轻整个装置的重量，有利于航空摄影；同时由于传动部件运动带动镜片运动，其质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小；内置相机位置固定，其电气连接无需运动，减小失效风险，可靠性高；传动结构简单，定位精度高。

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提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图；

图2是实施例2提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图；

图3是实施例3提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图；

图4是实施例4提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，是本实施例提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图。该固定式单相机倾斜摄影装置包括：相机11、镜片12、第一转轴13、第二转轴14、支撑机构15、第一动力部件16、第二动力部件17。

相机11、第一动力部件16安装在基座上，基座设置在航空器上；支撑机构15为弧形杆状，支撑机构15的一端可转动的连接镜片12的第一连接端，支撑机构15的另一端连接第二动力部件17，支撑机构15的中部通过第一转轴13连接第一动力部件16，第二动力部件17通过第二转轴14连接镜片12的第二连接端，镜片12的中心位于相机11的镜头的中心线上，第一转轴13与第二转轴14水平设置于同一平面，第一转轴13与第二转轴14相互垂直，第一转轴13与相机11的镜头的中心线共线或平行。

本实施例中，镜片12为反射镜，镜片12与相机11的数目均为一个，第一动力部件16、第二动力部件17均为舵机，相机11为卧式相机11；第一动力部件16作为第一转轴13的动力源，第二动力部件17作为第二转轴14的动力源，第一动力部件16通过驱动第一转轴13带动支撑机构15左右横滚转动，从而带动镜片12左右横滚转动；第二动力部件17通过驱动第二转轴14带动镜片12俯仰转动，通过使镜片12左右、俯仰转动，通过镜片12反射光线进入相机11的镜头，实现从空中向地面任意方向的拍摄，即下、前、后、左、右五个方向的拍摄；通过分别控制第一动力部件16和第二动力部件17按照预设角度同步或异步转动，转动到预定位置时，控制相机11拍摄获取照片。

本实施例提供的单镜头固定式单相机倾斜摄影装置，通过驱动镜片转动，反射光线，调节相机镜头的拍摄画面，实现相机的多角度拍摄；与传统倾斜相机布局装置相比，使用一台相机多角度拍摄，有效的减轻了整个装置的重量，有利于航空摄影；同时由于转动镜片，镜片的质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小；内置相机固定，其电器连接无需运动，减小失效风险，可靠性高；镜片的转动角度可以任意调节，使得该固定式单相机倾斜摄影装置适应不同环境进行拍摄，其在航空倾斜摄影领域可以有更广泛的应用。

实施例2

参见图2，是本实施例提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图。该倾斜摄影装置包括：相机21、镜片22、第一转轴23、第二转轴24、支撑机构25、第一动力部件26、第二动力部件27。

相机21、第一动力部件26安装在基座上，基座设置在航空器上；支撑机构25包括第一连接杆251和第二连接杆252，第一连接杆251和第二连接杆252均为弧形，第一连接杆251的一端通过第一转轴23连接第一动力部件26，第一连接杆251的另一端连接第二连接杆252的中部，第一动力部件26、第一转轴23、第一连接杆251均位于第二连接杆252的上方；第二连接杆252的一端连接第二动力部件27，第二连接杆252的另一端可转动的连接镜片22的第一连接端，第二动力部件27通过第二转轴24连接镜片22的第二连接端；镜片22的中心位于相机21的镜头的中心线上，第一转轴23竖直设置，第二转轴24水平设置，第一转轴23与第二转轴24相互垂直。

本实施例中，镜片22为反射镜，镜片22与相机21的数目均为一个，第一动力部件26、第二动力部件27均为舵机，相机21为卧式相机21；第一动力部件26作为第一转轴23的动力源，第二动力部件27作为第二转轴24的动力源，第一动力部件26通过驱动第一转轴23带动支撑机构25水平转动，从而带动镜片22水平转动；第二动力部件27通过驱动第二转轴24带动镜片22俯仰转动，通过使镜片22水平、俯仰转动，通过镜片22反射光线进入相机21的镜头，实现从空中向地面任意方向的拍摄，即下、前、后、左、右五个方向的拍摄；通过分别控制第一动力部件26和第二动力部件27按照预设角度同步或异步转动，转动到预定位置时，控制相机21拍摄获取照片。

与实施例1相比，本实施例提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，将第一转轴竖直设置，从而带动与支撑机构相连的镜片水平转动，空间角度调整更易实现，稳定性更强。

实施例3

参见图3，图3是本实施例提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图，包括相机31、角度调节机构32、动力部件33。

相机31固定安装在航空器上，其数目为一台；角度调节机构32包括镜片321、传动部件；镜片321，用于反射光线进入相机31的镜头，其安装在传动部件上，镜片321包括空间角度不同的反射镜；传动部件安装在航空器上，动力部件安装在航空器上，动力部件驱动所述传动部件；

本实施例中，传动部件为转盘组件，转盘组件包括转盘322和若干连接件323；转盘322可转动的设置在航空器上，转盘322水平设置于相机31的前方，连接件323间隔辐射式设置在转盘322的侧面，连接件323与反射镜相机31的数目一致，均为5个，连接件323与反射镜相机31对应设置，每一反射镜通过一连接件323连接转盘322，通过切换反射镜，实现相机31的多角度拍摄；动力部件33用来驱动转盘322的转动，动力部件33可为舵机。

本实施例中，采用一台固定水平放置的内置相机，内置相机前方放置角度调节机构，角度调节机构上按照拍摄需求设置五面反射镜，角度调节机构旋转时，通过反射镜反射光线进入相机镜头，从而实现五个方向的拍摄。通过切换反射镜实现多角度拍摄，一个内置相机实现五个内置相机的拍摄效果，相比传统倾斜相机立式布局设置，有效的减轻整个装置的重量，有利于航空摄影；同时由于转动反射镜，其质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小。内置相机位置固定，其电气连接无需运动，减小失效风险，可靠性高；只有一个自由度的运动，传动结构简单，定位精度高，从而更加适应航空摄影。

实施例4

参见图4，图4是本实施例提供的用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置的结构示意图，其包括：相机41、角度调节机构42和动力部件(未示出)。

相机41固定安装在航空器上，其数目为一台；角度调节机构42包括镜片421、传动部件；镜片421，用于反射光线进入相机41的镜头，其安装在传动部件上，镜片421包括空间角度不同的反射镜；传动部件安装在航空器上，动力部件安装在航空器上，动力部件驱动所述传动部件；

本实施例中，传动部件为滑轨组件，所述滑轨组件包括滑轨(未示出)和滑块422，所述滑轨设置于所述航空器上，所述滑块422可滑动的设置于所述滑轨中，若干所述反射镜设置于所述滑块422上，所述动力部件驱动所述滑块422滑动

本实施例中，反射镜与连接杆423一一对应设置，反射镜和连接杆423的数目均为五个，每一反射镜通过一连接杆423连接滑块422，五个反射镜均设置在滑块422的同一侧，均匀分布，滑块422及五个反射镜均位于相机41的镜头的前方，反射镜位于相机41及滑块422之间。动力部件在其他实施例中，连接杆423也可以采用树枝状等其他形状及机构，起支撑连接作用，在此不限制个数及形状，视具体情况而定。

本实施例中，动力部件为气缸，气缸直接驱动滑块422在滑轨内往复运动。

本实施例提供的用于航空器的单镜头滑移式倾斜摄影装置，通过在滑块上设置五个空间角度不同的镜片，滑块在滑轨内运动从而带动镜片依次运动至内置相机的镜头的前方进行拍摄，采用单镜头实现了五个相机的拍摄效果，其降低了相机的使用，成本低，同时大大减轻了该滑移式倾斜摄影装置的重量；通过气缸驱动滑块在滑轨内往复运动，实现多角度拍摄，进而获取全景图像，在整个拍摄过程中，由于滑块带动镜片运动，运动部件质量轻，滑动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小；内置相机位置固定，其电气连接无需运动，减小失效风险，可靠性高；传动结构简单，定位精度高，更加适应航空摄影。

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 (9)

1.一种用于航空器的固定式单相机倾斜摄影装置，其特征在于，包括：相机、角度调节机构和动力部件；所述相机固定安装在所述航空器上；所述角度调节机构包括镜片和用于带动所述镜片运动的传动部件；所述镜片设置于所述传动部件上，所述传动部件设置于所述航空器上；所述动力部件安装在所述航空器上，所述动力部件驱动所述传动部件；通过所述传动部件调整正对所述相机的镜片的角度、或切换正对所述相机的镜片，从而改变所述相机的拍摄方向。

2.如权利要求1所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述传动部件为转轴组件，所述转轴组件包括第一转轴、第二转轴、支撑机构，所述第一转轴、所述第二转轴相互垂直，所述支撑机构分别与所述第一转轴、所述第二转轴连接；所述镜片可转动的设置于所述支撑机构上，所述镜片的一端直接连接所述第二转轴，所述镜片的另一端通过所述支撑机构连接所述第一转轴。

3.如权利要求2所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述动力部件包括用于驱动所述第一转轴的第一动力部件，和用于驱动所述第二转轴的第二动力部件，所述第一动力部件的输出轴通过所述第一转轴连接所述支撑机构，所述第二动力部件的输出轴通过所述第二转轴连接所述镜片。

4.如权利要求3所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述第一转轴、所述第二转轴水平设置于同一平面，所述第一转轴与所述相机的镜头的中心线共线或平行。

5.如权利要求3所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述第一转轴竖直设置，位于所述镜片的上方；所述第二转轴水平设置。

6.如权利要求1所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述传动部件为转盘组件，所述转盘组件包括转盘和若干连接件，所述转盘可转动的设置于所述航空器上，所述镜片包括若干空间角度不同的反射镜，每一所述反射镜通过一所述连接件连接所述转盘，所述动力部件驱动所述转盘转动。

7.如权利要求1所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述传动部件为滑轨组件，所述滑轨组件包括滑轨和滑块，所述滑轨设置于所述航空器上，所述滑块可滑动的设置于所述滑轨中，所述镜片包括若干空间角度不同的反射镜，若干所述反射镜设置于所述滑块上，所述动力部件驱动所述滑块滑动。

8.如权利要求6或7所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述反射镜的数目为五个。

9.如权利要求1-7任一项所述的倾斜摄影装置，其特征在于，所述相机为卧式相机，所述相机的数目为一个。