CN207427365U

CN207427365U - 一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置

Info

Publication number: CN207427365U
Application number: CN201721589184.5U
Authority: CN
Inventors: 丛铭; 韩玲; 崔建军; 李昕; 陶翊婷
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2018-05-29
Anticipated expiration: 2027-11-23

Abstract

本实用新型提供了一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置，包括曝光检定目标板、电控相机成像组件、电控计时显示器和并联电路，并联电路包括第一电流分支和第二电流分支，第一电流分支用于控制电控计时显示器，第二电流分支用于控制电控相机成像组件，所述电控相机成像组件的拍摄对象为曝光检定目标板。本实用新型通过相机对计时显示板成像测定曝光延迟，该延迟参数直接表达了整个摄影系统的真实曝光延迟，可靠性较高；本实用新型结构简单，易于实现和移动，成本低廉，采用电控开关控制曝光延迟检定测试，使用方便，有利于广泛地用于各种航摄相机的曝光延迟检定。

Description

一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置

技术领域

本实用新型属于航空摄影相机标定领域的硬件设备，具体涉及一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置。

背景技术

无人机航空摄影测量技术由于其灵活机动，成本低廉的特点，被广泛的应用于军事侦察、智慧农业、救灾抗灾、水利交通等方面，进行地面复杂场景的全面观察与测绘。

但在实际飞行过程中，由于相机组件的机械快门以及电路控制等影响，航空摄影相机在接到曝光脉冲信号后，会有一定的时间延迟，导致相机曝光的时间与飞行定位系统的时间不同步，相机曝光时的位置记录不精确，影响后续测量精度。

目前解决这一问题的手段有三种：第一种方法通过地面控制点，进行三角测量反向求解，算出曝光延迟；第二种方法改造相机，使相机在开始曝光时向定位系统发出脉冲，并以此为曝光时间，由定位系统插值计算相机位置；第三种方法使用精密光学仪器，在实验室进行精密检定，得到相机的曝光延迟。

然而，第一种方法需要铺设地面控制点，提高了无人机摄影测量的外业工作量与复杂程度；第二种方法需要对相机与定位系统进行大规模改造，而且开始曝光与实际的曝光成像时间依然存在延迟；第三种方法需要精密的光学仪器，在实验室进行标定，对于廉价的相机来说，技术与经济成本太高，难以被广泛应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置，采用简易方便的部件形成可以直接检定相机曝光延迟的设备，提高无人机摄影测量的平差精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，包括曝光检定目标板、电控相机成像组件、电控计时显示器和并联电路，所述并联电路包括第一电流分支和第二电流分支，所述第一电流分支用于控制电控计时显示器，所述第二电流分支用于控制电控相机成像组件，所述电控相机成像组件的拍摄对象为曝光检定目标板；

其中，曝光检定目标板包括精密计时器、多个第一LED显示板、彩色检校板、脉冲信号接收传输装置、可调节的曝光标准亮度光源，所述精密计时器和多个第一LED显示板相连接后，组成实时计时显示板，所述实时计时显示板与彩色检校板组合后形成摄影检定目标板，所述摄影检定目标板和可调节的曝光标准亮度光源相连接后形成曝光检定目标板。

进一步地，所述电控相机成像组件包括脉冲发射器、相机曝光组件，所述脉冲发射器与相机曝光组件相连接。

进一步地，所述电控计时显示器包括脉冲信号接收传输装置、计时显示单板、电控开关，所述脉冲信号接收传输装置包括电源电路，该电源电路与电控开关相连接，所述脉冲信号接收传输装置与计时显示单板相连接。

进一步地，所述计时显示单板包括精密计时器和第二LED显示板，精密计时器与第二LED显示板相连接。

进一步地，所述电控开关包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、MOS场效应晶体管Q1、MOS场效应晶体管Q2、二极管D1、继电器U10、可调电阻VDRP1，电阻R19的一端与计时显示单板相连接，另一端通过电阻R18与电源VDD相连通，电阻R19与电阻R18之间设有一点A，点A与MOS场效应晶体管Q1的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q1的源极与电源VDD相连通，MOS场效应晶体管Q1的漏极通过电阻R21接地，MOS场效应晶体管Q1的漏极与电阻R21之间设有点B，点B通过电阻R20与MOS场效应晶体管Q2的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q2的源极接地，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1的正向端相连接，二极管D1的负向端与电源相连接，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1之间设有一点C，点C与继电器U10的2端相连接，继电器U10的1端与电源相连接，继电器U10的4端和3端分别与压敏电阻VDRP1的两端相连接，压敏电阻VDRP1的两端与脉冲信号接收传输装置相连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型通过相机对计时显示板成像测定曝光延迟，该延迟参数直接表达了整个摄影系统的真实曝光延迟，可靠性较高；

本实用新型结构简单，易于实现和移动，成本低廉，采用电控开关控制曝光延迟检定测试，使用方便，有利于广泛地用于各种航摄相机的曝光延迟检定。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的工作原理示意图。

图3是相机曝光延迟检定应用流程图。

图4是本实用新型中电控开关的示意图。

以下结合附图对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1：

本实施例提供了一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置，包括曝光检定目标板、电控相机成像组件、电控计时显示器和并联电路，所述并联电路包括第一电流分支和第二电流分支，所述第一电流分支用于控制电控计时显示器，所述第二电流分支用于控制电控相机成像组件，所述电控相机成像组件的拍摄对象为曝光检定目标板；这样，通过并联电路实现第一电流分支和第二电流分支的联通，通过同一束电流并联的方式，保证第一电流分支和第二电流分支形成瞬间的时间同步，通过同步电流，断开电控计时显示器的时间信号，并进行曝光成像动作，最终对比电控计时显示器的时间以及成像的时间，取差值作为曝光延迟时间，形成相机曝光延迟检定设备。

所述电控相机成像组件包括脉冲发射器、相机曝光组件，所述脉冲发射器与相机曝光组件相连接。本实施例中将脉冲发射器与响应脉冲的相机曝光组件相连，从而实现脉冲发射器通电时，脉冲触发的相机进行成像曝光，真实模拟无人机航拍相机实际工作时的曝光控制与曝光流程，形成电控相机成像组件。

所述电控计时显示器包括脉冲信号接收传输装置、计时显示单板、电控开关，所述脉冲信号接收传输装置包括电源电路，该电源电路与电控开关相连接，所述脉冲信号接收传输装置与计时显示单板相连接。所述计时显示单板包括精密计时器和第二LED显示板，精密计时器通过脉冲信号接收传输装置与第二LED显示板相连接。其中，所述电控开关电控开关包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、MOS场效应晶体管Q1、MOS场效应晶体管Q2、二极管D1、继电器U10、可调电阻VDRP1，电阻R19的一端与计时显示单板相连接，另一端通过电阻R18与电源VDD相连通，电阻R19与电阻R18之间设有一点A，点A与MOS场效应晶体管Q1的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q1的源极与电源VDD相连通，MOS场效应晶体管Q1的漏极通过电阻R21接地，MOS场效应晶体管Q1的漏极与电阻R21之间设有点B，点B通过电阻R20与MOS场效应晶体管Q2的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q2的源极接地，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1的正向端相连接，二极管D1的负向端与电源相连接，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1之间设有一点C，点C与继电器U10的2端相连接，继电器U10的1端与电源相连接，继电器U10的4端和3端分别与压敏电阻VDRP1的两端相连接，压敏电阻VDRP1的两端与脉冲信号接收传输装置相连接。这样，使得第二LED显示板能够实时动态的显示精密计时器当前的计时结果，并在第一电流通过时停止计时。

工作过程：

步骤1.1通过脉冲信号接收传输装置，连接精密计时器与单个红色发光二极管(LED)显示板，使显示板能够实时动态的显示计时器当前的计时结果，形成单板计时显示器。

步骤1.2通过MOS场效应晶体管组架电控开关，并将脉冲信号接收传输装置的电源电路与电控开关相连接，形成电控计时显示器。

步骤2.1将多个红色发光二极管(LED)显示板组合在一起，形成计时显示板。

步骤2.2连接精密计时器与计时显示板，实时显示当前精密计时器记录的时间，形成实时计时显示板。

步骤2.3将实时计时显示板与彩色检校板组合在一起，准备用于相机曝光成像，形成摄影检定目标板。

步骤2.4连接检校摄影目标板和可调节的曝光标准亮度光源，形成可调控对比度ISO的曝光检定目标板。

步骤3.1连接脉冲触发器与无人机航空摄影相机组件，通过脉冲触发器实现对航空摄影相机组件的控制，进行曝光动作，形成响应脉冲的相机曝光组件。

步骤3.2将脉冲发射器与响应脉冲的相机曝光组件相连，从而实现脉冲发射器通电时，脉冲触发的相机进行成像曝光，真实模拟无人机航拍相机实际工作时的曝光控制与曝光流程，形成电控航空摄影相机成像组件。

步骤4通过并联电路，实现两股电流的联通，其中第一股电流用于控制电控计时显示器，另外一股电流用于控制电控航空摄影相机成像组件，从而通过同步电流分别标记电流时间戳与曝光延迟时间记录，形成相机曝光延迟检定设备。

本实用新型的应用过程：

在上述工作过程的基础上，进行实际曝光延迟检定的步骤：

步骤1首先将需要检定的相机按照实施例1的步骤连入曝光延迟检定设备中。

步骤2根据相机的焦距，摆放可调控对比度ISO的曝光检定目标板，保证相机能够对目标板进行清晰成像。

步骤3设定相机的自动、手动曝光模式。

步骤4按下同步并联电路开关，通过同一束并联电流，保证电流形成瞬间的时间同步。

通过同步电流，断开电控计时显示器的时间信号，记录同步电流时间戳。

另外，同步电流激活脉冲发射器，从而控制相机对曝光检定目标板进行成像，在影像上记录实时计时显示板上的时间。

对比同步电流时间戳的时间与影像上记录的时间，进行差值，得到曝光延迟。

步骤5从影像详细属性信息中获取其曝光时间b_i(i代表不同的曝光时间)，并对相机进行多次检定，取多次检定的均值作为该曝光延迟时间b_i的曝光延迟d_i(i代表不同的曝光时间)。

步骤6最终记录成表，形成完整的曝光延迟检定报告。

Claims

1.一种无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，包括曝光检定目标板、电控相机成像组件、电控计时显示器和并联电路，所述并联电路包括第一电流分支和第二电流分支，所述第一电流分支用于控制电控计时显示器，所述第二电流分支用于控制电控相机成像组件，所述电控相机成像组件的拍摄对象为曝光检定目标板；

2.如权利要求1所述的无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，所述电控相机成像组件包括脉冲发射器、相机曝光组件，所述脉冲发射器与相机曝光组件相连接。

3.如权利要求1所述的无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，所述电控计时显示器包括脉冲信号接收传输装置、计时显示单板、电控开关，所述脉冲信号接收传输装置包括电源电路，该电源电路与电控开关相连接，所述脉冲信号接收传输装置与计时显示单板相连接。

4.如权利要求3所述的无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，所述计时显示单板包括精密计时器和第二LED显示板，精密计时器与第二LED显示板相连接。

5.如权利要求3所述的无人机航摄相机曝光延迟检定装置，其特征在于，所述电控开关包括电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、MOS场效应晶体管Q1、MOS场效应晶体管Q2、二极管D1、继电器U10、可调电阻VDRP1，电阻R19的一端与计时显示单板相连接，另一端通过电阻R18与电源VDD相连通，电阻R19与电阻R18之间设有一点A，点A与MOS场效应晶体管Q1的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q1的源极与电源VDD相连通，MOS场效应晶体管Q1的漏极通过电阻R21接地，MOS场效应晶体管Q1的漏极与电阻R21之间设有点B，点B通过电阻R20与MOS场效应晶体管Q2的栅极相连接，MOS场效应晶体管Q2的源极接地，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1的正向端相连接，二极管D1的负向端与电源相连接，MOS场效应晶体管Q2的漏极与二极管D1之间设有一点C，点C与继电器U10的2端相连接，继电器U10的1端与电源相连接，继电器U10的4端和3端分别与压敏电阻VDRP1的两端相连接，压敏电阻VDRP1的两端与脉冲信号接收传输装置相连接。