CN213008799U - 一种航摄仪及航摄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航摄仪及航摄装置，所述航摄仪包括仪器架及相机单元，所述相机单元包括若干组取景部，各组取景部上均布置两个取景单元；在任意组取景部上：两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉；所述仪器架包括用于控制相机单元朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同。采用本方案提供的航摄仪，在保证航摄效率的前提下，能够减轻航摄仪的重量；同时有利于解决视场宽度问题，所述航摄装置为包括所述航摄仪的运用。

Description

一种航摄仪及航摄装置

技术领域

本实用新型涉及航空摄影设备技术领域，特别是涉及一种航摄仪及航摄装置。

背景技术

航摄仪为搭载在无人机等飞行设备上对地面进行摄影的仪器，近年来，特别是随着无人机技术的发展，现有航摄仪应用逐渐广泛，多用于如测绘地图、地质、水文、矿藏和森林资源调査、农业产量评估及大型厂矿和城镇的规划、铁路、公路、高压输电线路和输油管线的勘察选线、气象预报和环境监测等，也可用于航空侦察、新闻报道和电影、电视片拍摄。

以测绘用航摄仪为例，为保证测绘质量和提高测绘效率，现有技术中出现了多镜头航摄仪。

对现有航摄仪结构进行进一步优化，无疑会推进航摄技术的运用具有积极意义。

实用新型内容

针对上述提出的对现有航摄仪结构进行进一步优化，无疑会推进航摄技术的运用具有积极意义的技术问题，本实用新型提供了一种航摄仪及航摄装置，采用本方案提供的航摄仪，在保证航摄效率的前提下，能够减轻航摄仪的重量；同时有利于解决视场宽度问题，所述航摄装置为包括所述航摄仪的运用。

本实用新型提供的一种航摄仪及航摄装置通过以下技术要点来解决问题，一种航摄仪，包括仪器架及相机单元，所述相机单元包括若干组取景部，各组取景部上均布置两个取景单元；

在任意组取景部上：两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉；

所述仪器架包括用于控制相机单元朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同。

本方案在具体运用时，所述航摄仪搭载于飞行器上，这样，在飞行器的飞行过程中，即可利用航摄仪，完成相应的航摄任务。所述取景单元即为相机单元上的具体取景部件，如单个取景单元即为一个相机或包括一块图像传感器和与所述图像传感器匹配的镜头。

具体结构设计中，设置为仪器架包括用于控制相机单元朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同，这样，通过所述云台改变相机单元取景口的朝向，即可使得单个取景部件通过云台执行的横滚、俯仰等动作，完成不同角度的航摄取景，使得单个取景部件能够具有多个不同朝向取景部件的拍摄功能，如基于现有行业中的图像后期处理软件，利用各组取景部上的两个取景单元进行多周期取景，每个周期均为：同步进行如6次朝向调整后获得的6组照片数据，而后对这些图片数据进行处理，即可获得理想的处理效果，同时达到能够减轻航摄仪的重量的目的；同时设置为包括若干组取景部，同时各组取景部上均布置两个取景单元，这样，通过多个取景单元共同工作，可有效保证本航摄仪的航摄效率。

具体结构设计中，通过设置为在任意组取景部上，两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉，旨在解决航摄仪视场宽度问题，现有技术中，航摄仪一般搭载在多旋翼或固定翼无人机上，且具体安装方式可采用：航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口；所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内，针对任意取景部，如果其上的两个取景单元视场相背离，若要实现取景口边界、起落架无遮挡，则需要更宽的取景口宽度和间距更大的起落架布局，采用本方案提供的视野交叉设计，在布局上较小的视口区域，可获得更宽的取景范围且便于避免取景范围覆盖取景口边界和起落架所在位置。

在具体运用时，优选设计为各取景单元在航摄仪上的安装角度均可调，以在飞行器起飞之前，通过调整所述安装角度，获得所需分辨率的航摄图像。

由于本方案中相机单元通过云台与飞行器间接连接，如考虑飞行器搭载重量，优选设置为所述取景部的组量为一组即可。

作为所述航摄仪更进一步的技术方案：

为使得本航摄仪能够在其工作过程中，在保证后期航摄数据处理重量的前提下，能够根据需要，实现视口朝向的俯仰调整和横滚调整，设置为：所述仪器架包括横滚臂及俯仰臂，所述横滚臂与俯仰臂通过横滚驱动部相连，所述相机单元通过俯仰驱动部安装在俯仰臂上；

所述俯仰驱动部与横滚驱动部两者的转动中心线相互垂直。

在具体运用时，优选设置为所述俯仰驱动部的转轴延伸方向与飞行器的飞行方向垂直，横滚驱动部的转轴延伸方向与飞行器的飞行方向平行。具体实施是，俯仰驱动部采用俯仰电机即可，横滚驱动部采用横滚电机即可。

为实现航摄仪的强制散热，以保护航摄仪上的相应元器件和维持航摄仪高效工作，设置为：所述相机单元还包括用于实现取景单元强制冷却的冷却装置。

为实现航摄仪的减重，作为一种具体的通过单个风扇覆盖多个取景单元的具体实现方案，设置为：所述冷却装置包括壳体，所述壳体上设置有安装腔，还包括安装于所述安装腔内的风扇；

所述取景单元相对于壳体的位置固定，且各取景单元与壳体之间均具有传热通道；

所述风扇作为壳体风冷的空气动力部件。本方案中，即风扇的作用直接作用于壳体上，通过壳体与相应取景单元之间的热量传递，使得单个风扇能够作用到多个取景单元上。采用本结构，亦利于航摄仪结构的小型化和简单化。

作为一种结构简单、便于制造、结构利用率高、安装可靠、在整体体积较小的情况下能够获得较大传热面积、能够通过约束冷却用空气的流动轨迹保证冷却效果、便于控制重心位置的技术方案，设置为：所述壳体包括呈条状的基板，在壳体的长度方向上，安装腔设置在基板的顶侧中部；

所述安装腔两侧基板的顶面上均设置有沿着基板长度方向延伸的翅片，且各侧的翅片均为间隔排布的多条；

所述安装腔由设置在基板上的围沿围成；

所述围沿上与翅片所在位置相接的各边的底侧均设置有通气口，所述通气口作为安装腔与任意相邻两翅片之间间隙的连通通道；

所述基板的底面作为壳体与各取景单元进行热量传递的传热面；

安装腔各侧的底侧均匹配一个取景单元。

作为一种能够直接或相对直接的将风冷作用到取景单元上散热模块或热敏感模块上，且可有效保证热传导效率的技术方案，设置为：所述取景单元包括用于搭载图像传感器的主板模块，所述主板模块与所述基板的底面相贴，且主板模块与基板之间还填充有导热层。

考虑到航摄仪工作时可能存在取景单元本身具有一定的安装倾斜角度，同时在工作时在云台的作用可能会造成以上倾斜角度进一步增大，为避免取景单元在逆光或侧光工作状态下，因为非成像光线进入图像传感器造成航片质量下降，设置为：所述取景单元包括镜头，取景单元还包括安装在所述镜头取景端的遮光罩。

为便于如建立航摄仪与地面的通讯，设置为航摄仪上还搭载有控制模块，所述控制模块包括无线信号传输装置，根据具体功能需求，设置为无线信号传输装置单向信号传输或双向信号传输，以实现如航摄仪工作状态实时反馈、航摄仪工作状态实时远程无线控制。

本方案还公开了一种航摄装置，包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪，所述航摄仪为如上任意一项所述的航摄仪。本方案为包括以上航摄仪的具体运用。

作为所述航摄装置更进一步的技术方案：

所述飞行器为固定翼无人机，所述航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口。本方案为针对固定翼无人机飞行特点所采用的一种低风阻设计。

所述飞行器为多旋翼无人机，所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内。本方案为针对多旋翼无人机外形特点所采用的一种外挂式设计。本实用新型具有以下有益效果：

具体结构设计中，设置为仪器架包括用于控制相机单元朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同，这样，通过所述云台改变相机单元取景口的朝向，即可使得单个取景部件通过云台执行的横滚、俯仰等动作，完成不同角度的航摄取景，使得单个取景部件能够具有多个不同朝向取景部件的拍摄功能，达到能够减轻航摄仪的重量的目的；同时设置为包括若干组取景部，同时各组取景部上均布置两个取景单元，这样，通过多个取景单元共同工作，可有效保证本航摄仪的航摄效率。

具体结构设计中，通过设置为在任意组取景部上，两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉，旨在解决航摄仪视场宽度问题，现有技术中，航摄仪一般搭载在多旋翼或固定翼无人机上，且具体安装方式可采用：航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口；所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内，针对任意取景部，如果其上的两个取景单元视场相背离，若要实现取景口边界、起落架无遮挡，则需要更宽的取景口宽度和间距更大的起落架布局，采用本方案提供的视野交叉设计，在布局上较小的视口区域，可获得更宽的取景范围且便于避免取景范围覆盖取景口边界和起落架所在位置。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种航摄仪一个具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述的一种航摄仪一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部结构示意图，且为用于反映相机单元部分的结构局部爆炸图；

图3是本实用新型所述的一种航摄仪一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部结构示意图，且为用于反映镜头部分的结构示意图；

图4是本实用新型所述的一种航摄仪一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部结构示意图，且为用于反映基板部分的结构示意图；

图5是本实用新型所述的一种航摄仪一个具体实施例的结构示意图，该示意图为局部结构示意图，且为用于反映基板部分的结构剖视图；

图6是取景单元视野交叉情况的取景单元布置图；

图7是取景单元视野向背情况的取景单元布置图。

图中的附图标记依次为：1、相机单元，11、壳体，111、安装腔，112、通气口，113、翅片，114、基板，115、导热层，116、主板模块，12、镜头，

13、遮光罩，14、风扇，2、仪器架，21、横滚臂，22、横滚驱动部，23、俯仰臂，24、俯仰驱动部，25、控制模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图7所示，一种航摄仪，包括仪器架2及相机单元1，所述相机单元1包括若干组取景部，各组取景部上均布置两个取景单元；

在任意组取景部上：两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉；

所述仪器架2包括用于控制相机单元1朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同。

本方案在具体运用时，所述航摄仪搭载于飞行器上，这样，在飞行器的飞行过程中，即可利用航摄仪，完成相应的航摄任务。所述取景单元即为相机单元1上的具体取景部件，如单个取景单元即为一个相机或包括一块图像传感器和与所述图像传感器匹配的镜头12。

具体结构设计中，设置为仪器架2包括用于控制相机单元1朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同，这样，通过所述云台改变相机单元1取景口的朝向，即可使得单个取景部件通过云台执行的横滚、俯仰等动作，完成不同角度的航摄取景，使得单个取景部件能够具有多个不同朝向取景部件的拍摄功能，达到能够减轻航摄仪的重量的目的；同时设置为包括若干组取景部，同时各组取景部上均布置两个取景单元，这样，通过多个取景单元共同工作，可有效保证本航摄仪的航摄效率。

具体结构设计中，通过设置为在任意组取景部上，两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉，旨在解决航摄仪视场宽度问题，现有技术中，航摄仪一般搭载在多旋翼或固定翼无人机上，且具体安装方式可采用：航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口；所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内，针对任意取景部，如果其上的两个取景单元视场相背离，若要实现取景口边界、起落架无遮挡，则需要更宽的取景口宽度和间距更大的起落架布局，采用本方案提供的视野交叉设计，在布局上较小的视口区域，可获得更宽的取景范围且便于避免取景范围覆盖取景口边界和起落架所在位置。

在具体运用时，优选设计为各取景单元在航摄仪上的安装角度均可调，以在飞行器起飞之前，通过调整所述安装角度，获得所需分辨率的航摄图像。

由于本方案中相机单元1通过云台与飞行器间接连接，如考虑飞行器搭载重量，本实施例设置为所述取景部的组量为一组即可。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为使得本航摄仪能够在其工作过程中，在保证后期航摄数据处理重量的前提下，能够根据需要，实现视口朝向的俯仰调整和横滚调整，设置为：所述仪器架2包括横滚臂21及俯仰臂23，所述横滚臂21与俯仰臂23通过横滚驱动部22相连，所述相机单元1通过俯仰驱动部24安装在俯仰臂23上；

所述俯仰驱动部24与横滚驱动部22两者的转动中心线相互垂直。

在具体运用时，优选设置为所述俯仰驱动部24的转轴延伸方向与飞行器的飞行方向垂直，横滚驱动部22的转轴延伸方向与飞行器的飞行方向平行。具体实施是，俯仰驱动部24采用俯仰电机即可，横滚驱动部22采用横滚电机即可。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为实现航摄仪的强制散热，以保护航摄仪上的相应元器件和维持航摄仪高效工作，设置为：所述相机单元1还包括用于实现取景单元强制冷却的冷却装置。

为实现航摄仪的减重，作为一种具体的通过单个风扇14覆盖多个取景单元的具体实现方案，设置为：所述冷却装置包括壳体11，所述壳体11上设置有安装腔111，还包括安装于所述安装腔111内的风扇14；

所述取景单元相对于壳体11的位置固定，且各取景单元与壳体11之间均具有传热通道；

所述风扇14作为壳体11风冷的空气动力部件。本方案中，即风扇14的作用直接作用于壳体11上，通过壳体11与相应取景单元之间的热量传递，使得单个风扇14能够作用到多个取景单元上。采用本结构，亦利于航摄仪结构的小型化和简单化。

作为一种结构简单、便于制造、结构利用率高、安装可靠、在整体体积较小的情况下能够获得较大传热面积、能够通过约束冷却用空气的流动轨迹保证冷却效果、便于控制重心位置的技术方案，设置为：所述壳体11包括呈条状的基板114，在壳体11的长度方向上，安装腔111设置在基板114的顶侧中部；

所述安装腔111两侧基板114的顶面上均设置有沿着基板114长度方向延伸的翅片113，且各侧的翅片113均为间隔排布的多条；

所述安装腔111由设置在基板114上的围沿围成；

所述围沿上与翅片113所在位置相接的各边的底侧均设置有通气口112，所述通气口112作为安装腔111与任意相邻两翅片113之间间隙的连通通道；

所述基板114的底面作为壳体11与各取景单元进行热量传递的传热面；

安装腔111各侧的底侧均匹配一个取景单元。

作为一种能够直接或相对直接的将风冷作用到取景单元上散热模块或热敏感模块上，且可有效保证热传导效率的技术方案，设置为：所述取景单元包括用于搭载图像传感器的主板模块116，所述主板模块116与所述基板114的底面相贴，且主板模块116与基板114之间还填充有导热层115。

实施例4：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：考虑到航摄仪工作时可能存在取景单元本身具有一定的安装倾斜角度，同时在工作时在云台的作用可能会造成以上倾斜角度进一步增大，为避免取景单元在逆光或侧光工作状态下，因为非成像光线进入图像传感器造成航片质量下降，设置为：所述取景单元包括镜头12，取景单元还包括安装在所述镜头12取景端的遮光罩13。

实施例5：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为便于如建立航摄仪与地面的通讯，设置为航摄仪上还搭载有控制模块25，所述控制模块25包括无线信号传输装置，根据具体功能需求，设置为无线信号传输装置单向信号传输或双向信号传输，以实现如航摄仪工作状态实时反馈、航摄仪工作状态实时远程无线控制。

实施例6：

本实施例在实施例1的基础上，公开了一种航摄装置，包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪，所述航摄仪为如上任意一项所述的航摄仪。本方案为包括以上航摄仪的具体运用。

实施例7：

本实施例在实施例1的基础上提供一种所述航摄仪的具体运用：所述飞行器为固定翼无人机，所述航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口。本方案为针对固定翼无人机飞行特点所采用的一种低风阻设计。

实施例8：

本实施例在实施例1的基础上提供一种所述航摄仪的具体运用：所述飞行器为多旋翼无人机，所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内。本方案为针对多旋翼无人机外形特点所采用的一种外挂式设计。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种航摄仪，包括仪器架（2）及相机单元（1），其特征在于，所述相机单元（1）包括若干组取景部，各组取景部上均布置两个取景单元；

在任意组取景部上：两个取景单元的视野相互交叉或在使用时可被调整为视野相互交叉；

所述仪器架（2）包括用于控制相机单元（1）朝向的云台，所述云台为多轴云台，云台的旋转轴中，至少有两根轴的轴线方向不同。

2.根据权利要求1所述的一种航摄仪，其特征在于，所述仪器架（2）包括横滚臂（21）及俯仰臂（23），所述横滚臂（21）与俯仰臂（23）通过横滚驱动部（22）相连，所述相机单元（1）通过俯仰驱动部（24）安装在俯仰臂（23）上；

所述俯仰驱动部（24）与横滚驱动部（22）两者的转动中心线相互垂直。

3.根据权利要求1所述的一种航摄仪，其特征在于，所述相机单元（1）还包括用于实现取景单元强制冷却的冷却装置。

4.根据权利要求3所述的一种航摄仪，其特征在于，所述冷却装置包括壳体（11），所述壳体（11）上设置有安装腔（111），还包括安装于所述安装腔（111）内的风扇（14）；

所述取景单元相对于壳体（11）的位置固定，且各取景单元与壳体（11）之间均具有传热通道；

所述风扇（14）作为壳体（11）风冷的空气动力部件。

5.根据权利要求4所述的一种航摄仪，其特征在于，所述壳体（11）包括呈条状的基板（114），在壳体（11）的长度方向上，安装腔（111）设置在基板（114）的顶侧中部；

所述安装腔（111）两侧基板（114）的顶面上均设置有沿着基板（114）长度方向延伸的翅片（113），且各侧的翅片（113）均为间隔排布的多条；

所述安装腔（111）由设置在基板（114）上的围沿围成；

所述围沿上与翅片（113）所在位置相接的各边的底侧均设置有通气口（112），所述通气口（112）作为安装腔（111）与任意相邻两翅片（113）之间间隙的连通通道；

所述基板（114）的底面作为壳体（11）与各取景单元进行热量传递的传热面；

安装腔（111）各侧的底侧均匹配一个取景单元。

6.根据权利要求5所述的一种航摄仪，其特征在于，所述取景单元包括用于搭载图像传感器的主板模块（116），所述主板模块（116）与所述基板（114）的底面相贴，且主板模块（116）与基板（114）之间还填充有导热层（115）。

7.根据权利要求1所述的一种航摄仪，其特征在于，所述取景单元包括镜头（12），取景单元还包括安装在所述镜头（12）取景端的遮光罩（13）。

8.一种航摄装置，包括飞行器及搭载在飞行器上的航摄仪，其特征在于，所述航摄仪为权利要求1至7中任意一项所述的航摄仪。

9.根据权利要求8所述的一种航摄装置，其特征在于，所述飞行器为固定翼无人机，所述航摄仪安装在固定翼无人机的机舱内，且所述机舱的底部设置有用于航摄仪取景的取景口。

10.根据权利要求8所述的一种航摄装置，其特征在于，所述飞行器为多旋翼无人机，所述航摄仪安装在多旋翼无人机的底部，且航摄仪位于多旋翼无人机起落架之间的空间内。

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