CN209085612U - 一种野外三维图像采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种野外三维图像采集系统，包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。本实用新型通过可拆卸连接的能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。
Description
技术领域
本实用新型属于拍摄系统技术领域，具体涉及一种野外三维图像采集系统。
背景技术
全景，英文名(Panorama)，又被称为3D实景，是一种新兴的富媒体技术，其与视频，声音，图片等传统的流媒体最大的区别是“可操作，可交互”。全景分为虚拟现实和3D实景两种。虚拟现实是利用maya等软件，制作出来的模拟现实的场景，代表有虚拟紫禁城，河北虚拟旅游，泰山虚拟游等；3D实景是利用单反相机或街景车拍摄实景照片，经过特殊的拼合，处理，让作者立于画境中，让最美的一面展现出来。全景虚拟现实(也称实景虚拟)是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，它通过计算机技术实现全方位互动式观看真实场景的还原展示。在播放插件(通常Java或Quicktime、activex、flash)的支持下，使用鼠标控制环视的方向，可左可右可近可远。使观众感到处在现场环境当中，好像在一个窗口中浏览外面的大好风光。基于静态图像的虚拟全景技术是一种在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术。它具有开发成本低廉，但应用又很广泛的特点，因此越来越受到人们的关注。特别是随着网络技术的发展，其优越性更加突出。它改变了传统网络平淡的特点，让人们在网上能够进行360度全景观察，而且通过交互操作，可以实现自由浏览，从而体验三维的VR视觉世界。
现在许多景点、地区或者室内为了更好的为不能实地参观的人提供更加直观的感受，通常会采用现有的三维全景拍摄技术对对应的区域进行全景图片拍摄。特别是一些古迹、遗迹等人文景点，不能够向公众开放，或者无法进行长期的开放从而影响对该遗迹的考古和后续研究，采用这种全景拍摄技术能够更直观的保留该遗迹或古迹的环境和面貌。而现有的全景拍摄系统通常是在室内进行拍摄，且系统较为复杂，操作较为麻烦，且拍摄的具体设备体积较大不便于携带。
实用新型内容
针对上述现有技术中，本实用新型提供一种户外三维图像采集系统。
本实用新型所采用的技术方案为：一种野外三维图像采集系统，包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；
还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。
本实用新型公开一种对于户外目标区域拍摄可操作编辑的3D全景图的系统，其中主要步骤为：
1)选择固定点，须保证固定点上方无遮并长期有效。将固定定位站架设在固定点上作为基准站，并且每次均需将固定定位站架设在同一固定点上。
2)在考古遗址范围内均匀布置控制点，须保证控制点上方无遮挡。将全景拍照站与固定定位站保持实时数据传输，设置需要的参考坐标系，使用全景拍照站测量控制点坐标。
3)使用无人机对遗址范围进行低空倾斜拍摄，保证照片间重叠率不小于30％，且照片覆盖全部遗址范围。
4)将无人机拍摄的照片和全景拍照站测量的控制点坐标导入摄影测量软件(agisoft photoscan)进行空中三角测量，得到遗址范围的3d模型。
5)使用数码相机、全景云台、全景拍照站和电子指北针在遗址范围内进行全景拍摄。拍摄第一张照片时，将相机镜头转向正北方向，全景拍照站测量拍摄点坐标。
6)将数码相机拍摄的照片导入全景拼接软件(PT Gui)生成全景图片，并将第一张照片竖向中心线与全景照片竖向中心线对齐。
7)将步骤5)全景拍照站测量的拍摄点坐标，东坐标加上常量a，得到校正后的拍摄点坐标。
8)将步骤4)得到的遗址范围3d模型导出obj格式，将步骤7)得到校正后的拍摄点坐标，叠加在3d模型上，并链接到对应的全景图片。
9)全景照片根据规则自动链接到周围的全景照片，形成完成的结合3d模型和全景图片展示系统。
进一步的，所述全景拍照站包括三脚架和设置在所述三脚架的固定台，所述固定台上设有横杆；
所述横杆一端设有用于固定相机的相机固定架，另一端设有用来定位的A定位模块。
进一步的，所述横杆两端端面均向内凹陷形成固定槽；所述相机固定架上设有插入固定槽内进行卡接限位的凸块A；
所述A定位模块下部设有底座，所述底座一侧设有与对应一侧固定槽插设卡接的凸块B；
所述凸块A和凸块B上均设有通孔，并在横杆上设有与通孔对应的定位孔，通过向定位孔中插入螺杆并穿过对应的通孔进行固定。
这里对横杆进行限定，横杆为对称结构，则所述相机固定架和A定位模块可以随意插接设置。而通过可拆卸连接能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。
进一步的，所述相机固定架包括底架和设置在底架上且可调节高度的立杆，所述凸块A设置在底架上；
所述立杆上转动连接有L型云台，所述相机固定在L型云台上。
进一步的，所述底架上设有升降孔，并在所述升降孔内壁上设有T型滑槽，所述立杆上设有与T型滑槽配合的T型凸条，将立杆插设在所述T型滑槽内并通过插接配合的T型凸条和T型滑槽限制立杆沿升降孔方向直线往复运动；在所述底架上设有用于限制立杆升降的A锁紧螺杆。
所述的立杆是一种空心矩形管结构，在其长度方向的两侧面上对称设置有T型滑条，当安装时，将立杆插入矩形结构的升降孔中并使得T型凸条与T型滑槽对齐插入，从而限制立杆只能沿立杆的长度方向移动，从而达到调节高度的效果。
进一步的，所述L型底架上设有用于固定电子指北针的A滑轨，所述A滑轨上均匀设置有多个用于卡接电子指北针的凹槽。
所述的A滑轨类似皮卡汀尼导轨结构，而电子指北针底部设有与A滑轨配合固定的夹具，通过按压夹具内的按钮松开并可移动电子指北针以调节位置。因为电子指北针设置在L型云台下部，以保证电子指北针指向的方向与相机的镜头朝向相同，从而便于拍照定位。
进一步的，所述固定台底部转动连接有转台，所述转台与所述三脚架可拆卸连接。
进一步的，所述转台底部设有矩形插条，在所述三脚架顶部设有用于容纳矩形插条的矩形槽，将所述矩形插条对齐插入矩形槽内并通过设置在三脚架顶部的B锁紧螺杆进行插接固定。
这里对固定台和三脚架之间的连接方式进行限定，矩形插条的截面为正方形，同时也可采用多棱柱结构或者花键的结构，同样能够达到较好的固定效果，防止转台与三脚架之间发生相对转动，从而提高稳定性。同时通过上述设计又能够提高装配效率，在现场能够快速拆装以提高拍摄效率。
进一步的，所述三脚架包括与固定台转动连接的连接块和铰接在连接块上且等圆心角设置的伸缩脚架。
进一步的，所述伸缩脚架上设有弧形槽，三个伸缩脚架合并时所述弧形槽相接形成环状槽结构，通过在所述环状槽内设有胶圈进行约束。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型通过可拆卸连接的能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。
附图说明
图1是本实用新型的正面的部分剖面的结构示意图；
图2是本实用新型的三脚架和固定台部分结构的轴侧示意图；
图3是本实用新型的的相机固定家的部分轴侧结构示意图。
图中：1-三脚架，2-固定台，3-横杆，4-相机固定架，401-底架，402-立杆，403-L型云台，404-升降孔，405-T型滑槽，406-T型凸条，407-A锁紧螺杆，5-A定位模块，6-固定槽，7-底座，8-定位孔，9-A滑轨，10-转台，11-矩形插条，12-矩形槽，13-B锁紧螺杆，14-伸缩脚架，15-弧形槽。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
实施例1：
如图1所示，本实施例的一种野外三维图像采集系统，包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。
实施例2：
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定，如图1-3所示，所述全景拍照站包括三脚架1和设置在所述三脚架1的固定台2，所述固定台2上设有横杆3；
横杆3一端设有用于固定相机的相机固定架4，另一端设有用来定位的A定位模块5。所述横杆3两端端面均向内凹陷形成固定槽6；所述相机固定架4上设有插入固定槽6内进行卡接限位的凸块A；所述A定位模块5下部设有底座7，所述底座7一侧设有与对应一侧固定槽6插设卡接的凸块B；所述凸块A和凸块B上均设有通孔，并在横杆3上设有与通孔对应的定位孔8，通过向定位孔8中插入螺杆并穿过对应的通孔进行固定。
这里对横杆3进行限定，横杆3为对称结构，则所述相机固定架4和A定位模块5可以随意插接设置。而通过可拆卸连接能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架4或A定位模块5的凸块插入对应的固定槽6内，然后再插入螺杆进行固定。
相机固定架4包括底架401和设置在底架401上且可调节高度的立杆402，所述凸块A设置在底架401上；所述立杆402上转动连接有L型云台403，所述相机固定在L型云台403上。
底架401上设有升降孔404，并在所述升降孔404内壁上设有T型滑槽405，所述立杆402上设有与T型滑槽405配合的T型凸条406，将立杆402插设在所述T型滑槽405内并通过插接配合的T型凸条406和T型滑槽405限制立杆402沿升降孔404方向直线往复运动；在所述底架401上设有用于限制立杆402升降的A锁紧螺杆407。所述的立杆402是一种空心矩形管结构，在其长度方向的两侧面上对称设置有T型滑条，当安装时，将立杆402插入矩形结构的升降孔404中并使得T型凸条406与T型滑槽405对齐插入，从而限制立杆402只能沿立杆402的长度方向移动，从而达到调节高度的效果。
L型底架401上设有用于固定电子指北针的A滑轨9，所述A滑轨9上均匀设置有多个用于卡接电子指北针的凹槽。所述的A滑轨9类似皮卡汀尼导轨结构，而电子指北针底部设有与A滑轨9配合固定的夹具，通过按压夹具内的按钮松开并可移动电子指北针以调节位置。因为电子指北针设置在L型云台403下部，以保证电子指北针指向的方向与相机的镜头朝向相同，从而便于拍照定位。固定台2底部转动连接有转台10，所述转台10与所述三脚架1可拆卸连接。
转台10底部设有矩形插条11，在所述三脚架1顶部设有用于容纳矩形插条11的矩形槽12，将所述矩形插条11对齐插入矩形槽12内并通过设置在三脚架1顶部的B锁紧螺杆13进行插接固定。
矩形插条11的截面为正方形，同时也可采用多棱柱结构或者花键的结构，同样能够达到较好的固定效果，防止转台10与三脚架1之间发生相对转动，从而提高稳定性。同时通过上述设计又能够提高装配效率，在现场能够快速拆装以提高拍摄效率。所述三脚架1包括与固定台2转动连接的连接块和铰接在连接块上且等圆心角设置的伸缩脚架14。所述伸缩脚架14上设有弧形槽15，三个伸缩脚架14合并时所述弧形槽15相接形成环状槽结构，通过在所述环状槽内设有胶圈进行约束。
整个系统的采集步骤如下：
首先选择固定点，须保证固定点上方无遮并长期有效。将固定定位站架设在固定点上作为基准站，并且每次均需将固定定位站架设在同一固定点上。
在考古遗址范围内均匀布置控制点，须保证控制点上方无遮挡。将全景拍照站与固定定位站保持实时数据传输，设置需要的参考坐标系，使用全景拍照站测量控制点坐标。
使用无人机对遗址范围进行低空倾斜拍摄，保证照片间重叠率不小于30％，且照片覆盖全部遗址范围。
将无人机拍摄的照片和全景拍照站测量的控制点坐标导入摄影测量软件(agisoft photoscan)进行空中三角测量，得到遗址范围的3d模型。
使用数码相机、全景云台、全景拍照站和电子指北针在遗址范围内进行全景拍摄。拍摄第一张照片时，将相机镜头转向正北方向，全景拍照站测量拍摄点坐标。
将数码相机拍摄的照片导入全景拼接软件(PT Gui)生成全景图片，并将第一张照片竖向中心线与全景照片竖向中心线对齐。
将全景拍照站测量的拍摄点坐标，东坐标加上常量a，得到校正后的拍摄点坐标。
将得到的遗址范围3d模型导出obj格式，将得到校正后的拍摄点坐标，叠加在3d模型上，并链接到对应的全景图片。
全景照片根据规则自动链接到周围的全景照片，形成完成的结合3d模型和全景图片展示系统。
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种野外三维图像采集系统，其特征在于：包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；
还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。
2.根据权利要求1所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述全景拍照站包括三脚架(1)和设置在所述三脚架(1)的固定台(2)，所述固定台(2)上设有横杆(3)；
所述横杆(3)一端设有用于固定相机的相机固定架(4)，另一端设有用来定位的A定位模块(5)。
3.根据权利要求2所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述横杆(3)两端端面均向内凹陷形成固定槽(6)；所述相机固定架(4)上设有插入固定槽(6)内进行卡接限位的凸块A；
所述A定位模块(5)下部设有底座(7)，所述底座(7)一侧设有与对应一侧固定槽(6)插设卡接的凸块B；
所述凸块A和凸块B上均设有通孔，并在横杆(3)上设有与通孔对应的定位孔(8)，通过向定位孔(8)中插入螺杆并穿过对应的通孔进行固定。
4.根据权利要求3所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述相机固定架(4)包括底架(401)和设置在底架(401)上且可调节高度的立杆(402)，所述凸块A设置在底架(401)上；
所述立杆(402)上转动连接有L型云台(403)，所述相机固定在L型云台(403)上。
5.根据权利要求4所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述底架(401)上设有升降孔(404)，并在所述升降孔(404)内壁上设有T型滑槽(405)，所述立杆(402)上设有与T型滑槽(405)配合的T型凸条(406)，将立杆(402)插设在所述T型滑槽(405)内并通过插接配合的T型凸条(406)和T型滑槽(405)限制立杆(402)沿升降孔(404)方向直线往复运动；在所述底架(401)上设有用于限制立杆(402)升降的A锁紧螺杆(407)。
6.根据权利要求4所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述L型底架(401)上设有用于固定电子指北针的A滑轨(9)，所述A滑轨(9)上均匀设置有多个用于卡接电子指北针的凹槽。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述固定台(2)底部转动连接有转台(10)，所述转台(10)与所述三脚架(1)可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述转台(10)底部设有矩形插条(11)，在所述三脚架(1)顶部设有用于容纳矩形插条(11)的矩形槽(12)，将所述矩形插条(11)对齐插入矩形槽(12)内并通过设置在三脚架(1)顶部的B锁紧螺杆(13)进行插接固定。
9.根据权利要求7所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述三脚架(1)包括与固定台(2)转动连接的连接块和铰接在连接块上且等圆心角设置的伸缩脚架(14)。
10.根据权利要求9所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述伸缩脚架(14)上设有弧形槽(15)，三个伸缩脚架(14)合并时所述弧形槽(15)相接形成环状槽结构，通过在所述环状槽内设有胶圈进行约束。
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Applications Claiming Priority (1)
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| CN201822168397.1U CN209085612U (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种野外三维图像采集系统 |
Publications (1)
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ID=67127349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201822168397.1U Active CN209085612U (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种野外三维图像采集系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209085612U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111457895A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-28 | 彩虹无人机科技有限公司 | 一种无人机光电载荷的目标尺寸计算与显示方法 |
| CN113655463A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-16 | 盎锐(常州)信息科技有限公司 | 用于激光雷达的快速拆装装置及激光雷达 |
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2018
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Cited By (4)
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| CN111457895A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-28 | 彩虹无人机科技有限公司 | 一种无人机光电载荷的目标尺寸计算与显示方法 |
| CN111457895B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-04-22 | 彩虹无人机科技有限公司 | 一种无人机光电载荷的目标尺寸计算与显示方法 |
| CN113655463A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-16 | 盎锐(常州)信息科技有限公司 | 用于激光雷达的快速拆装装置及激光雷达 |
| CN113655463B (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-11 | 盎锐(常州)信息科技有限公司 | 用于激光雷达的快速拆装装置及激光雷达 |
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