CN107367886A - 一种用于航空器的旋转式单镜头倾斜摄影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于航空器的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其包括：镜片机构、支撑机构、相机；镜片机构包括旋转转盘、第一动力部件和若干反光镜，反光镜均安装在旋转转盘上，反光镜在旋转转盘上呈不同角度安装；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；第一动力部件带动旋转转盘旋转，带动不同角度的反光镜移动到相机前端；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。本发明通过不同空间角度上的反光镜改变相机的光轴实现相机不同角度上的倾斜摄影，其装置简单，重量轻，不影响拍摄效果，便于操作和广泛应用。

Description

一种用于航空器的旋转式单镜头倾斜摄影装置

技术领域

本发明涉及一种用于航空器的旋转式单镜头倾斜摄影装置。

背景技术

倾斜摄影自动化建模技术是近年来国际遥感与测绘领域迅速发展起来的一项高新技术。当前，国内外众多测绘单位和相关企业广泛采用该项技术来生产三维模型数据，并逐步取代传统手工建模，成为新的三维模型生产的重要方式。

基于倾斜影像的大场景实景三维模型能为用户提供更丰富的地理信息，更友好的用户体验，在国内外受到广泛欢迎。但是，该技术发展缓慢、推广困难，主要受制于获取倾斜影像的拍摄装置。

中国专利201510018429.8公开了一种，公开了一种5镜头倾斜摄影航摄仪，其包括支架及固定在支架上的下视、左视、右视、前视、后视5个倾斜镜头。

中国专利201520440596.7公开了一种无人机用倾斜摄影装置，包括正摄相机，正摄相机一侧设有机座，机座设有可自由旋转的旋转机构，旋转机构上固定有倾斜相机。

中国专利201511027220.4公开了一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法。其将单个相机安装在旋转云台上，当无人机到达拍照点时，云台控制板通过快门线控制相机拍照，收到相机反馈信号后，云台控制板通过电机控制云台旋转，并再次拍照，直到完成三个角度的相片采集。飞机落地后，人工将云台旋转90度安装，沿着之前的航线再飞一个架次，即可完成五个角度的数据采集。

上述方式的缺陷在于：

1、搭载5个相机的倾斜摄影装置，整机重量会比较重，必须采用大型飞机搭载使用，这种局限性会导致使用成本较高、效率较低而且应用范围小；

2、单相机倾斜摄影采集都使用一定的驱动部件和基座使相机能够倾斜和转动从而实现倾斜摄影，由于相机重量比较重，驱动相机倾斜或转动时或产生一定的震动，影响相机拍摄效果，对后期建模和处理图像产生一定的困难。

3、云台搭载的多角度倾斜摄影装置，因其云台控制板控制云台旋转进行拍照，而且完成三个角度后需要飞机落地进行人工旋转，其操作复杂，控制困难，难以得到推广和广泛应用。

4、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。

因此，如何提供一种能够自动倾斜摄影且重量较轻，不影响相机拍摄效果的倾斜摄影装置成为了业界需要解决的问题。

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旋转式单镜头倾斜摄影装置，其采用一个相机，利用反光镜不同的照射方向实现倾斜摄影，重量较轻，不影响相机拍摄效果，便于操作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种旋转式单镜头倾斜摄影装置，其包括：镜片机构、支撑机构、相机；

镜片机构包括旋转转盘、第一动力部件和若干反光镜，第一动力部件驱动旋转转盘，反光镜均安装在旋转转盘上，反光镜在旋转转盘上呈不同角度安装；

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；

第一动力部件带动旋转转盘旋转，旋转转盘带动不同角度的反光镜移动到相机前端；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。

本发明通过第一动力部件驱动旋转转盘旋转，使三个不同空间角度上的反光镜移动到相机的前端，通过反光镜的角度改变相机的光轴实现相机的倾斜摄影，三个角度拍摄完成后，通后连接件的旋转带动相机和反光镜一起旋转位置，完成另外三个角度的拍摄，整个过程实现了向前下方、后下方、正下方、左下方、右下方五个方向的拍摄，满足了三维立体建模的需求。

本发明通过增加反光镜、旋转转盘、第一动力部件、第二动力部件、连接件等简单的设备，使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，航空器的电气连接无需运动，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，反光镜数目为三个，反光镜通过连杆与旋转转盘固定连接。

根据本发明另一具体实施方式，三个反光镜安装角度固定，分别使相机的光轴指向前下方、后下方、正下方。

根据本发明另一具体实施方式，反光镜安装在旋转转盘的边缘或外侧。

根据本发明另一具体实施方式，旋转转盘水平放置。

根据本发明另一具体实施方式，第一动力部件安装在旋转转盘的顶部或底部，第一动力部件的输出轴与旋转转盘固定连接。

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。

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。

根据本发明另一具体实施方式，相机为卧式相机。

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。

本发明的拍摄过程为，例如，包括如下步骤：

1、驱动第一动力部件带动旋转转盘旋转，使三个不同角度的反光镜依次旋转到相机的前端进行拍摄，完成向前下方、向正下方、向后下方三个角度上的摄影；

2、驱动第二动力部件带动连接件向左或向右摆动，位置稳定后，进行拍摄，再次通过第一动力部件驱动旋转转盘旋转，使三个不同角度的反光镜依次旋转到相机的前端进行拍摄，完成向左下方、向正下方、向右下方三个角度上的摄影；

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、通过旋转转盘带动反光镜转动，通过反光镜改变相机的光轴，从而改变相机的拍摄方向，其转动时震动小且不需要安装多个相机，操作简便，整个装置重量轻，不影响航空器的飞行。

2、相机相对反光镜位置固定，五个方向的拍摄能够满足三维建模的需要，摆动角度少，角度稳定，不影响相机的拍摄效果，相片畸变小，建模精度高。

3、倾斜拍摄过程中，其电气连接无需运动，失效风险小，可靠性高。

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的旋转式单镜头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旋转式单镜头倾斜摄影装置，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、旋转转盘6。

镜片机构包括第一动力部件1、反光镜4、旋转转盘6，其中反光镜4的数目有三个，三个反光镜4均安装在旋转转盘6上，反光镜4在旋转转盘6上呈不同的空间角度安装。

本实施例中，三个反光镜4安装角度固定，分别使相机的光轴指向前下方、后下方、正下方。

旋转转盘6位于相机5的前端，镜片机构将三个不同空间角度安装的反光镜4旋转并对正相机5的前端，使相机5的光轴能够投射到反光镜4上。第一动力部件1为旋转转盘6的提供旋转的动力驱动。

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，相机5和镜片机构分别固定连接于连接件3的两端，支撑机构连接在航空器上。

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，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和镜片机构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和旋转转盘6，维持相机5和旋转转盘6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摆动，连接件3带动旋转转盘6和相机5摆动。

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位于相机5的光轴上。

旋转转盘6在第一动力部件1的驱动下旋转，带动不同空间角度的反光镜4依次旋转到相机5的前端，相机5摄像头的光轴经过反光镜4的反射，改变拍摄方向。

优选的，旋转转盘6水平放置，第一动力部件1安装在旋转转盘6的顶部，第一动力部件1的输出轴与旋转转盘6固定连接。连接件3连接在第一动力部件1的上方。

优选的，为避免旋转转盘6挡住相机5与反光镜4的视线，反光镜4安装在旋转转盘6的边缘或外侧。

本实施例中，相机5数目为一台，且相机5与连接件3固定连接。连接件3中间处连接于航空器上，两端的一端连接相机5，一端连接旋转转盘6，起到支撑和稳固相机5和旋转转盘6的作用。

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。

本实施例的拍摄过程为，例如，包含如下步骤：

1、驱动第一动力部件1带动旋转转盘旋转，使三个不同角度的反光镜4依次旋转到相机5的前端进行拍摄，完成向前下方、向正下方、向后下方三个角度上的摄影；

2、驱动第二动力部件2带动连接件3向左或向右旋转，位置稳定后，进行拍摄，再次驱动第一动力部件1旋转，使三个不同角度的反光镜依次旋转到相机5的前端进行拍摄，完成向左下方、向正下方、向右下方三个角度上的摄影；

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和三个反光镜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。通过反光镜的不同角度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，失效风险小，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旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述旋转式单镜头倾斜摄影装置包括：镜片机构、支撑机构、相机；

所述镜片机构包括旋转转盘、第一动力部件和若干反光镜，所述第一动力部件驱动所述旋转转盘，若干所述反光镜均安装在所述旋转转盘上，所述反光镜在所述旋转转盘上呈不同角度安装；

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；

所述第一动力部件带动所述旋转转盘旋转，所述旋转转盘带动所述不同角度的反光镜移动到所述相机前端；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所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜数目为三个，所述反光镜通过连杆与所述旋转转盘固定连接。

3.如权利要求2所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述三个反光镜安装角度固定，分别使所述相机的光轴指向前下方、后下方、正下方。

4.如权利要求2所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述反光镜安装在所述旋转转盘的边缘或外侧。

5.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述旋转转盘水平放置。

6.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述第一动力部件安装在所述旋转转盘的顶部或底部，所述第一动力部件的输出轴与所述旋转转盘固定连接。

7.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，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。

8.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，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。

9.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，其特征在于，所述相机为卧式相机。

10.如权利要求1所述的旋转式单镜头倾斜摄影装置，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。