CN112731824A - 用于三维建模的倾斜摄影控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述系统，包括航机、相机和控制系统；采用双镜头拍摄，系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置待命，三次拍照的过程称为一个周期；所述控制系统，包括主控制器、GPS单元、通讯电路和传感监控，整个过程由主控制器控制，如舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储等。通过本发明，可以很好地同时兼顾数据质量、效率、重量和成本。
Description
技术领域
本发明涉及无人机应用、倾斜摄影相机航摄技术和3D建模技术领域，尤其涉及到用于三维建模的倾斜摄影控制系统。
背景技术
无人机轻便灵活，可以搭载多种类型的任务平台，执行多样化的任务，其中搭载倾斜摄影相机航摄图像可以实现多角度地采集地物影像信息，进而建立3D模型等。目前，国内市场的前、后、左、右和下5个视角的倾斜影像数据的获取主要依靠常规的航空摄影平台，传统使用五镜头倾斜相机采用“固定式五相机+单次飞行”的方式获取满足三维建模需要的多角度和多覆盖度的倾斜影像。然而，这些已有技术中的倾斜摄影系统却没有综合考虑数据质量、效率、重量和成本等因素。
针对以上问题，现有技术中也作了许多改进，例如中国专利申请号为CN201710732818.6的发明申请专利公开了一种固定翼无人机三相机倾斜摄影控制系统，它主要由控制盒、连接线和数码相机三部分组成，所述的控制盒和数码相机均安装在固定翼无人机的机体内部，其中数码相机有三个并分别从固定翼无人机的机体下部俯视、左视或前视、右视或后视三方向同时向下航拍；所述的控制盒安装有一多相机控制板卡，所述的多相机控制板卡上设置有数码相机电源稳压控制电路、相机拍摄信号分流控制电路以及数码相片传输电路；所述的控制盒通过连接线连接数码相机，并分别控制数码相机的电源、传送拍摄指令信号以及传送数码照片。
发明内容
为了克服已有技术中存在的缺陷，本发明提供了用于三维建模的倾斜摄影控制系统，采用“双相机+多相位摆动+单次飞行”的方式获取满足三维建模需要的多角度和多覆盖度的倾斜影像，同时兼顾了数据质量、效率、重量和成本。
用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述系统，包括航机、相机和控制系统；采用双镜头拍摄，系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置待命，三次拍照的过程称为一个周期。
进一步地，所述控制系统，包括主控制器、GPS单元、通讯电路和传感监控；整个过程由主控制器控制，包括舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储等。
进一步地，所述主控制器，采用STM32F4系列。
用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述系统，包括航机、相机和控制系统；采用双镜头拍摄，系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置待命，三次拍照的过程称为一个周期；所述控制系统，包括主控制器、GPS单元、通讯电路和传感监控；整个过程由主控制器控制，如舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储等。通过本发明，很好地同时兼顾了数据质量、效率、重量和成本。
附图说明
图1为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统示意图
图2为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统主控制器示意图。
图3为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统PCB图示意图。
图4为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统实物图示意图。
具体实施方式
下面是根据附图和实例对本发明的进一步详细说明：
图1为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统示意图，其特征在于，所述系统，包括航机、相机和控制系统；采用双镜头拍摄，系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置（正下方）待命，三次拍照的过程称为一个周期。
进一步地，所述控制系统，包括主控制器、GPS单元、通讯电路和传感监控；整个过程由主控制器控制，包括舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储等。
进一步地，所述主控制器，采用STMN32F4系列。
倾斜摄影是在摄影测量技术发展和人们需求增加的基础上发展起来的。传统的竖直摄影只能获取地物顶部信息，对于地物侧面信息则无法获得；倾斜影像能让用户从多个角度观察被制作建筑，更加真实地反映地物的实际情况，极大地弥补了基于正射影像分析应用的不足。
通过配套软件的应用，可直接利用成果影像进行包括高度、长度、面积、角度、坡度等属性的量测，扩展了倾斜摄影技术在行业中的应用; 针对各种三维数字城市应用，利用航空摄影大规模成图的特点，加上从倾斜影像批量提取及贴纹理的方式，能够有效地降低城市三维建模成本。
倾斜摄影与竖直摄影基本原理相同，但其与竖直摄影相比仍面临不少难题，如：建筑物在倾斜影像中几何变形、数据遮挡、数据冗余、影响匹配以及多视角影像联合平差等。
国内市场目前的前、后、左、右和下5个视角的倾斜影像数据的获取主要依靠常规的航空摄影平台。传统使用五镜头倾斜相机采用“固定式五相机+单次飞行”的方式获取满足三维建模需要的多角度和多覆盖度的倾斜影像，单双相机摆动系统可以采用“双相机+多相位摆动+单次飞行”的方式获取满足三维建模需要的多角度和多覆盖度的倾斜影像，同时兼顾了数据质量、效率、重量和成本。
本申请采用双镜头拍摄。系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置（正下方）待命，三次拍照的过程称为一个周期。整个过程由主控制器控制，包括舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储等。
主控制器采用STMN32F4系列（如图2）。
图3为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统PCB图示意图。
图4为本发明所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统实物图示意图。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被视为本发明的专利范围所涵盖。
Claims (3)
1.用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述系统，包括航机、相机和控制系统；采用双镜头拍摄，系统工作时，飞行方向为前向路径，相机第一次拍照是在垂直地面的正下方角度位置，然后向飞行方向转动，到达与地面设定的角度后第二次拍照，最后摆动到与飞行方向反向设定的角度时第三次拍照，然后返回到中立位置待命，三次拍照的过程称为一个周期。
2.如权利要求1所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述控制系统，包括主控制器、GPS单元、通讯电路和传感监控；整个过程由主控制器控制，包括舵机的转动角度，相机的拍照控制，GPS信号采集，照片存储。
3.如权利要求2所述的用于三维建模的倾斜摄影控制系统，其特征在于，所述主控制器，采用STMN32F4系列。
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