CN213043762U - 一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统 - Google Patents

Abstract

一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，拍摄部包括相机，相机包括位于相机内部的图像传感器，图像传感器包括长边和短边，三维空间内存在互相垂直的A面和B面，A面穿过图像传感器中心线，且平行于图像传感器的长边，B面穿过镜头中心线，且平行于图像传感器的短边，拍摄部包括两个或两个以上的相机，每个相机的A面或每个相机的B面相互平行，另一个面和水平面的夹角都不一样。倾斜摄影模组包括航摄部和云台部，航摄部包括拍摄部及壳体，拍摄部与壳体连接，壳体与云台部连接。本实用新型一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，通过限制相机的排布方式，使得相机在转动过程中能更好的采集地物的立面的数据，生成更好的三维模型。

Description

一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统

技术领域

本实用新型涉及一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统。

背景技术

倾斜摄影是通过不同的视角采集影像数据，获取到丰富的地物的顶面及侧面数据，通过先进的定位、融合、图像处理、建模等技术，生成真实的城市三维模型。目前市面上使用较多是的五相机倾斜摄影相机，包括一个垂直、四个倾斜共五个不同的角度采集影像，这种方式的缺点是需要5个镜头及图像传感器模块，成本较高，体积和重量较大，且由于结构固定，采集的角度也不能变化。

实用新型内容

本实用新型提供一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，所要解决的技术问题是让倾斜摄影获得更好地数据采集效果。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种拍摄部，所述拍摄部包括相机，所述相机包括位于相机内部的图像传感器，所述图像传感器包括长边和短边，三维空间内存在互相垂直的A面和B面，A面穿过图像传感器中心线，且平行于图像传感器的长边，B面穿过图像传感器中心线，且平行于图像传感器的短边，其特征在于：所述拍摄部包括两个或两个以上的相机，所述每个相机的A面相互平行或重合，B面和水平面的夹角都不一样，或者每个相机的B面相互平行或重合，A面和水平面的夹角都不一样。

进一步，一种倾斜摄影模组，包括航摄部和云台部，所述航摄部包括拍摄部及壳体，所述拍摄部与壳体连接，所述壳体与云台部连接。

进一步，所述云台包括控制模块，所述控制模块用于控制拍摄部的稳定及拍摄部的方向。

进一步，所述云台包括两个或两个以上的转轴机构。

进一步，所述云台部包括顶端连接器、第一转轴机构和偏航轴关节臂，所述第一转轴机构为偏航轴电机；顶端连接器位于偏航轴电机上方，偏航轴电机位于偏航轴关节臂的上方，偏航轴电机带动偏航轴关节臂在水平平面转动。

进一步，所述云台部还包括第二转轴机构和横滚轴关节臂，所述第二转轴机构为横滚轴电机；横滚轴电机位于偏航轴关节臂下方，横滚轴电机还连接横滚轴关节臂，横滚轴电机带动横滚轴关节臂在竖直平面1转动。

进一步，所述云台部还包括第三转轴机构、控制模块，所述第三转轴机构为俯仰轴电机，所述控制模块连接到横滚轴关节臂，所述控制模块另一侧连接仰轴电机，俯仰轴电机另一侧连接到拍摄部，俯仰轴电机控制拍摄部在竖直平面2转动，所述竖直平面2和竖直平面1相互垂直。

进一步，所述拍摄部包括倾斜相机一、竖直相机和倾斜相机二。

进一步，一种航测系统，包括：飞行器；以及上面所述的倾斜摄影模组，所述倾斜摄影模组安装在飞行器机身上。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本实用新型一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，通过限制相机的排布方式，使得相机在转动过程中能更好的采集地物的立面的数据，生成更好的三维模型。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中，箭头为飞行器的飞行方向：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型航摄部结构示意图；

图3为本实用新型相机立体结构示意图；

图4为本实用新型相机平面结构示意图；

图5为本实用新型B面重合情况下图像传感器排列图示意图；

图6为本实用新型B面重合情况下相机视场的侧视图；

图7为本实用新型A面重合情况下图像传感器排列图示意图；

图8为本实用新型A面重合情况下相机视场的侧视图；

图9为本实用新型一个周期内拍摄的航片的拍摄范围地面投影图；

图10为本实用新型两个周期拍摄的航片的拍摄范围地面投影图；

图11为本实用新型另一种情况下的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-顶端连接器，2-偏航轴电机，3-偏航轴关节臂，4-横滚轴电机，5-横滚轴关节臂，6-控制模块，7-俯仰轴电机，81-壳体，82-倾斜相机一,83-竖直相机，84-倾斜相机二,91-相机，92-A面，93-B面，94-图像传感器，95-长边，96-短边，10-位置一，11-位置二，12-位置三，13-周期一拍摄范围地面投影，14-周期二拍摄范围地面投影，15-航向拍摄视场一，16-最小拍照间隔的拍摄视场差一，17-壳体的长侧面，18-航向拍摄视场二，19-最小拍照间隔的拍摄视场差二。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例中：

航向重叠：在航测成图中为保证立体模型之间的连接，摄影测量使用的航摄相片要求相邻两张相片（沿航线飞行方向）之间对所摄地面有一定的重叠，称之为航向重叠。

旁向重叠：对于区域摄影，要求两相邻航带相片（垂直于航线方向）之间也需要有一定的影像重叠，这种重叠称之为旁向重叠。

实施例1：

本实用新型一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，图2所示，所述拍摄部由倾斜相机一82、竖直相机83和倾斜相机二84构成。

所述倾斜摄影模组包括航摄部和云台部，所述航摄部包括拍摄部及壳体81。

图1所示，所述云台部由顶端连接器1、偏航轴关节臂3、横滚轴关节臂5、控制模块6和转轴机构组成，所述转轴机构由偏航轴电机2、横滚轴电机4、俯仰轴电机7构成。所述壳体将相机全部包括在内部，壳体有连接机构与云台部连接。顶端连接器1位于偏航轴电机2上方，顶端连接器1挂载于飞行器上，偏航轴电机2位于偏航轴关节臂的上方，偏航轴电机2可以带动偏航轴关节臂在水平平面转动，偏航轴关节臂下方连接横滚轴电机4，横滚轴电机4另一侧连接横滚轴关节臂5，横滚轴电机4可以带动横滚轴关节臂5在竖直平面1转动，横滚轴关节臂5另一侧连接控制模块6，控制模块6另一侧连接俯仰轴电机7一侧，俯仰轴电机7另一侧连接到壳体，俯仰轴电机7可以控制壳体在竖直平面2转动。竖直平面1和竖直平面2相互垂直。

图3所示为相机立体结构示意图。

图4所示，相机91包括相机位于相机内部的图像传感器94，所述图像传感器包括长边95和短边96，三维空间内存在互相垂直的A面92和B面93，A面92穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的长边95；B面93穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的短边96。

图5所示，所有相机91的B面93重合，A面92与水平面的夹角都不相同。

若飞行器速度较慢，航向的相机的最小拍照间隔能满足快速连续拍照要求时，则采用图5所示的排布方式；图6为图像传感器如图5排布时的相机视场的侧视图，该实施例中，每个周期的航片的航向重叠率为n，飞行器速度为v，航向拍摄视场一15的长度为a，则最小拍照间隔的拍摄视场差一16的长度为（1-n）a，实施例中相机需要的最小拍照间隔t1=(1-n)a/v。由于相机有最小拍照间隔的限制，若小于这个数值可能导致漏片或者死机。故该种方式的最小拍照间隔是t1=(1-n)a/v。

该方式可以增加整体拍摄的旁向的范围，可以在满足旁向重叠率的同时，加宽航线间距，减少总体航线的长度，提高作业效率。

实施例2

本实用新型一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，图2所示，所述拍摄部由倾斜相机一82、竖直相机83和倾斜相机二84构成。

所述倾斜摄影模组包括航摄部和云台部，所述航摄部包括拍摄部及壳体81。

图1所示，所述云台部由顶端连接器1、偏航轴关节臂3、横滚轴关节臂5、控制模块6和转轴机构组成，所述转轴机构由偏航轴电机2、横滚轴电机4、俯仰轴电机7构成。所述壳体将相机全部包括在内部，壳体有连接机构与云台部连接。顶端连接器1位于偏航轴电机2上方，顶端连接器1挂载于飞行器上，偏航轴电机2位于偏航轴关节臂3的上方，偏航轴电机2可以带动偏航轴关节臂3在水平平面转动，偏航轴关节臂3下方连接横滚轴电机4，横滚轴电机4另一侧连接横滚轴关节臂5，横滚轴电机4可以带动横滚轴关节臂5在竖直平面1转动，横滚轴关节臂5另一侧连接控制模块6，控制模块6另一侧连接俯仰轴电机7一侧，俯仰轴电机7另一侧连接到壳体，俯仰轴电机7可以控制壳体在竖直平面2转动; 竖直平面1和竖直平面2相互垂直。

图3所示为相机立体结构示意图；图4所示，相机91包括相机位于相机内部的图像传感器94，所述图像传感器包括长边95和短边96，三维空间内存在互相垂直的A面92和B面93，A面92穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的长边95；B面93穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的短边96。

图7所示，所有相机的A面92重合，B面93与水平面的夹角都不相同；图像传感器如图7排布时的相机视场的侧视图，该实施例中，每个周期的航片的航向重叠率为n，飞行器速度为v，航向拍摄视场二18的长度为b，则最小拍照间隔的拍摄视场差二19的长度为（1-n）b，实施例中相机需要的最小拍照间隔t2=(1-n)b/v。由于相机有最小拍照间隔的限制，若小于这个数值可能导致漏片或者死机。故该种方式的最小拍照间隔是t2=(1-n)b/v。

由于a＜b，故t1小于t2，所以该实施例的最小拍照间隔时间更大，对相机硬件的要求更低。

本实施例可以使得航片的航向视角增加，降低对相机的拍照时间间隔的要求。在飞行器速度一定时，普通相机也可以获得很高的航向重叠率。

实施例3

图8所示，为本实用新型的拍摄部一个周期内拍摄的航片的拍摄范围地面投影图，箭头为飞行器的飞行方向。该倾斜摄影模组通过顶端连接器1挂载于飞行器上，飞行器按航线向前飞行时，拍摄部在俯仰轴电机7的作用下开始转动，拍摄部在左边位置一10开始拍照，拍照完成后转动到位置二11重新开始拍照，拍照完成后转动到位置三12，在位置三完成拍照后又重新回到位置一开始拍照，如此反复，以获得更多的拍摄角度。同时偏航轴电机2、横滚轴电机4保证其他两个方向上的拍摄部的稳定性。

图9所示为本实用新型拍摄部两个周期拍摄的航片的拍摄范围地面投影图，箭头为飞行器的飞行方向，周期一拍摄范围地面投影13和周期二拍摄范围地面投影14重叠率很高。飞行器在向前飞行时，搭载的倾斜摄影模组一直在拍照。设相机拍照耗费的时间为S1，周期内，拍摄部位置变化一次耗费的时间为S2，上一周期结束的时间点与下一周期开始的时间点之间时间间隔为S3，则：S3≥S2＞S1，其中，通常来说，S2时间一般在0.3s到2s之间，飞行器在转动过程中一直在向前飞行，故每一次拍照，相机视场会向飞行方向移动。

实施例4

本实用新型一种拍摄部、倾斜摄影模组及航测系统，图2所示，所述拍摄部由倾斜相机一82、竖直相机83和倾斜相机二84构成。

所述倾斜摄影模组包括航摄部和云台部，所述航摄部包括拍摄部及壳体81。

图1所示，所述云台部由顶端连接器1、偏航轴关节臂3、横滚轴关节臂5、控制模块6和转轴机构组成，所述转轴机构由偏航轴电机2、横滚轴电机4、俯仰轴电机7构成. 所述壳体将相机全部包括在内部，壳体有连接机构与云台部连接。顶端连接器1位于偏航轴电机2上方，顶端连接器1挂载于飞行器上，偏航轴电机2位于偏航轴关节臂3的上方，偏航轴电机2可以带动偏航轴关节臂3在水平平面转动，偏航轴关节臂3下方连接横滚轴电机4，横滚轴电机4另一侧连接横滚轴关节臂5，横滚轴电机4可以带动横滚轴关节臂5在竖直平面1转动，横滚轴关节臂5另一侧连接控制模块6，控制模块6另一侧连接俯仰轴电机7一侧，俯仰轴电机7另一侧连接到壳体，俯仰轴电机7可以控制壳体在竖直平面2转动; 竖直平面1和竖直平面2相互垂直。

图3所示为相机立体结构示意图；图4所示，相机91包括位于相机内部的图像传感器94，所述图像传感器包括长边95和短边96，三维空间内存在互相垂直的A面92和B面93，A面92穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的长边95；B面93穿过图像传感器94中心线，且平行于图像传感器94的短边96。

图10所示，4个相机的排列方式符合每个相机的A面92或每个相机的B面93相互平行或重合，另一个面和水平面的夹角都不一样，其中平行的面与壳体的长侧面17平行，所以这4个相机摆放方式也可以作为本申请的实施例。

实施例通过限制相机的排布方式，使得相机在转动过程中能更好的采集地物的立面的数据，生成更好的三维模型。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种拍摄部，所述拍摄部包括相机（91），所述相机（91）包括位于相机（91）内部的图像传感器（94），所述图像传感器（94）包括长边（95）和短边（96），三维空间内存在互相垂直的A面（92）和B面（93），所述A面（92）穿过图像传感器（94）的中心线，且平行于图像传感器（94）的长边（95），所述B面（93）穿过图像传感器（94）的中心线，且平行于图像传感器（94）的短边（96），其特征在于：所述拍摄部包括两个或两个以上的相机（91），每个所述相机（91）的A面（92）相互平行或重合，所述B面（93）和水平面的夹角不同，或者每个所述相机（91）的B面（93）相互平行或重合，所述A面（92）和水平面的夹角不同。

2.一种倾斜摄影模组，其特征在于：包括航摄部和云台部，所述航摄部包括权利要求1所述的拍摄部及壳体(81)，所述拍摄部与壳体(81)连接，所述壳体(81)与云台部连接。

3.根据权利要求2所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述云台部包括控制模块（6），所述控制模块（6）用于控制拍摄部的稳定及拍摄部的方向。

4.根据权利要求3所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述云台部包括两个或两个以上的转轴机构。

5.根据权利要求2所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述云台部包括顶端连接器（1）、第一转轴机构和偏航轴关节臂（3），所述第一转轴机构为偏航轴电机（2）；顶端连接器（1）位于偏航轴电机（2）上方，偏航轴电机（2）位于偏航轴关节臂（3）的上方，偏航轴电机（2）带动偏航轴关节臂（3）在水平面转动。

6.根据权利要求5所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述云台部还包括第二转轴机构和横滚轴关节臂（5），所述第二转轴机构为横滚轴电机（4）；横滚轴电机（4）位于偏航轴关节臂（3）下方，横滚轴电机（4）还连接横滚轴关节臂（5），横滚轴电机（4）带动横滚轴关节臂（5）在竖直平面1转动。

7.根据权利要求6所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述云台部还包括第三转轴机构、控制模块（6），所述第三转轴机构为俯仰轴电机（7），所述控制模块（6）连接到横滚轴关节臂（5），所述控制模块（6）另一侧连接俯仰轴电机（7），所述俯仰轴电机（7）另一侧连接到拍摄部，所述俯仰轴电机（7）控制拍摄部在竖直平面2转动，所述竖直平面2和竖直平面1相互垂直。

8.根据权利要求2所述的一种倾斜摄影模组，其特征在于：所述拍摄部包括倾斜相机一（82）、竖直相机（83）和倾斜相机二（84）。

9.一种航测系统，其特征在于：所述航测系统包括：飞行器；

以及权利要求2-8任一项所述的倾斜摄影模组，所述倾斜摄影模组安装在飞行器机身上。

Images