CN112702591A - 一种基于无人机的立体图像采集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的立体图像采集装置，该装置包括：无人机、2台相机、相机导轨。所述无人机用于挂载相机及相机导轨。所述2台相机安装于相机导轨之上，且其可以相对移动，使其间距可变。本发明可以在无人机位置不变的情况下，通过调整相机间距和数码变焦，模拟获得相机于较近或较远距离位置集到的图像，且在其模拟的位置上，模拟的相机的间距和原相机的间距一致，方便快捷地获得其他距离上的视点间距不变的视差图像，所采集到的图像可方便地应用于常见的视点间距固定的立体显示装置。

Description

一种基于无人机的立体图像采集装置
技术领域
本发明涉及信息显示技术领域，更具体的说，涉及立体图像拍摄与显示技术。
背景技术
随着电子信息技术、遥控遥测技术的发展，无人机测绘在遥感测绘中得到广泛应用。为立体展示所拍摄地表的形貌特征，立体图像采集及显示技术逐步应用于无人机测绘。立体图像采集装置所采集到的视差图像被直接应用于显示，观看者可以于立体显示装置的各个视点位置看到与之对应的视差图像，从而产生立体视觉。
通常，立体显示装置的视点位置固定，采集其所需的视差图像的相机间距应保持不变。当需要近距离观察目标时，必须飞行到较近距离才能获得所需图像。因此，本发明提出了一种基于无人机的立体图像采集装置，其在不改变无人机位置的条件下，可以通过相机导轨调整相机间距，并通过数码变焦快速模拟获得其他距离上的视差图像，且在其模拟位置上，模拟相机的间距和原相机的间距一致。
发明内容
本发明提出了一种基于无人机的立体图像采集装置。附图1为该装置的结构图。该装置由无人机、2台相机和相机导轨构成。
所述无人机用于搭载所述相机导轨及所述2台相机。所述2台相机安装于所述相机导轨之上。所述相机导轨可控制2台相机的空间位置，使2台相机间的间距可调。所述2台相机相隔一定距离放置，用于拍摄视差图像。其拍摄的视差图像可用于立体显示。
当无人机距离拍摄目标较远且又需要近距离拍摄目标时，通过导轨控制2台相机的位置，使其间距增大，同时2台相机通过数码变焦放大拍摄目标。此时可模拟获得相机间距不变条件下，无人机于近距离拍摄到的图像。
同理，当无人机距离拍摄目标较近且又需要远距离拍摄目标时，通过导轨控制2台相机的位置，使其间距减小，同时2台相机通过数码变焦缩小拍摄目标。此时可模拟获得相机间距不变条件下，无人机于远距离拍摄到的图像。
通常，立体显示装置的视点位置固定，采集其所需的视差图像的相机间距应保持不变。请参考图2和图3，根据图中的几何关系原理，本发明通过相机位置的调节及采集图像过程中的数码变焦，可获得相机模拟较近或较远距离位置采集到的图像，且在其模拟的位置上，模拟相机的间距和原相机的间距一致。
综上所述，本发明的一种基于无人机的立体图像采集装置，在无人机位置不变的情况下，通过相机位置的调节和采集图像过程中的数码变焦，可以方便快捷地获得其他距离上的视差图像。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。图2、图3为本发明的工作原理图，其中，图2为所述无人机与拍摄目标距离较远的工作原理图，图3为所述无人机与拍摄目标距离较远的工作原理图。
图中，1- 1号相机；2- 2号相机；3- 无人机；4- 相机导轨；5- 2号相机调整相机间距后的位置；6- 拍摄目标；d- 对应于视点间距的相机原始间距；l- 无人机与拍摄目标的实际距离；12- 1号相机模拟较近距离拍摄时的位置；22- 2号相机模拟较近距离距离拍摄时的位置；l 2- 模拟较近距离拍摄时无人机与拍摄目标的距离；Δd2-模拟较近距离拍摄时2台相机需要增加的间距；13- 1号相机模拟较远距离拍摄时的位置；23- 2号相机模拟较远距离拍摄时的位置；l 3- 模拟较远距离拍摄时无人机与拍摄目标的距离；Δd3- 模拟较远距离拍摄时2台相机需要减小的间距。
上述图像为示意图，未按比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例
图1为本实施例提供的装置结构图，其包括相机1、2；无人机3；相机导轨4。相机1、2通过相机导轨4与无人机3进行连接，相机1、2的焦距与间距可进行调节。
下面对本实施例提供立体拍摄装置进行进一步说明。
图2为本实施例提供的立体拍摄装置与拍摄目标距离较远的工作原理图。当无人机与拍摄目标距离较远，又需要近距离拍摄时，2台相机通过数码变焦放大拍摄目标，根据透视原理获得较近距离的目标图像；同时为使模拟的较近距离的相机间距与相机原始间距d保持一致，需通过导轨控制2台相机的位置，增大二者间距（d+Δd 2），此时可近似获得无人机近距离拍摄的目标图像。
参考图2，d- 对应于视点间距的相机原始间距，l- 无人机与拍摄目标的实际距离，l 2- 模拟较近距离拍摄时无人机与拍摄目标的距离，Δd 2 - 模拟较近距离拍摄时2台相机需要增加的间距，根据相似三角形原理：
l 2=
Figure 511257DEST_PATH_IMAGE001
图3为本实施例提供的立体拍摄装置与拍摄目标距离较近的工作原理图。当无人机与拍摄目标距离较近，又需要远距离拍摄时，2台相机通过数码变焦缩小拍摄目标，根据透视原理获得较远距离的目标图像；同时为使模拟的较远距离的相机间距与相机原始间距d保持一致，需通过导轨控制2台相机的位置，缩小二者间距（d-Δd 3），此时可近似获得无人机远距离拍摄的目标图像。
请参考图3，d- 对应于视点间距的相机原始间距，l- 无人机与拍摄目标的实际距离，l 3- 模拟较近距离拍摄时无人机与拍摄目标的距离，Δd 3 - 模拟较近距离拍摄时2台相机需要缩小的间距，根据相似三角形原理：
l 3=
Figure 767707DEST_PATH_IMAGE002
通常，立体显示装置的视点位置固定，采集其所需的视差图像的相机间距应保持不变。传统的基于无人机的立体图像采集装置相机镜头距离是固定的，当需要近距离或远距离拍摄目标时，采集装置必须飞行到较近或较远距离才能获得所需图像。本发明中，请参考图2和图3，根据图中的几何关系原理，本发明通过相机位置的调节及采集图像过程中的数码变焦，可获得相机模拟较近或较远距离位置采集到的图像，且在其模拟的位置上，模拟相机的间距和原相机的间距一致。因此本发明中，立体图像采集装置可以使无人机在位置不变的情况下，通过调整相机间距和数码变焦，方便快捷地获得其他距离上的视点间距不变的视差图像，所采集到的图像可方便地应用于常见的视点间距固定的立体显示装置。

Claims (6)

1.一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：由无人机、2台相机和相机导轨组成，所述无人机在位置不变的情况下，通过调整所述相机间距并对采集到的图像进行数码变焦，获得所述相机与拍摄目标不同距离采集到的图像，且在其模拟位置上，模拟相机的间距和原相机的间距一致，所采集到的图像可方便地应用于常见的视点间距固定的立体显示装置。
2.如权利要求1所述的一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：所述2台相机通过所述相机导轨相隔一定距离搭载在所述无人机上，用于拍摄视差图像。
3.如权利要求1所述的一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：所述相机导轨可控制2台相机的相对位置，使二者间距可调。
4.如权利要求1所述的一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：所述2台相机可同时进行数码变焦拍摄，同一时刻相机的数码变焦放大倍数保持一致。
5.如权利要求1所述的一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：当所述无人机与拍摄目标距离一定，但又需要拍摄较近距离的视差图像时，通过导轨增大所述2台相机的间距，同时通过数码变焦放大拍摄目标，模拟获得相机间距不变条件下，所述无人机于较近距离拍摄到的图像。
6.如权利要求1所述的一种基于无人机的立体图像采集装置，其特征在于：当所述无人机与拍摄目标距离一定，但又需要拍摄较远距离的视差图像时，通过导轨减小所述2台相机的间距，同时通过数码变焦缩小拍摄目标，模拟获得相机间距不变条件下，所述无人机于较远距离拍摄到的图像。
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