CN219893375U - 一种航空测绘相机系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种航空测绘相机系统，采用镜间快门，结构紧凑，重量轻，体积小，且系统内设DSP模块，可实现相机与无人机及其它集成硬件之间的交互和集成，适用性强，应用范围广。该航空测绘相机系统的镜头的镜筒上设置有快门插槽；镜间快门插设并固定于快门插槽内；CMOS图像传感器模块与镜头固定连接；DSP主板与CMOS图像传感器模块通过电路板连接，且DSP主板与驱动信号模块电连，通过驱动信号模块调控镜间快门；DSP主板包括DSP模块、驱动信号电路模块、存储模块和电源管理模块，驱动信号电路模块分别与DSP模块、驱动信号模块电连，存储模块的输入端分别与DSP模块、驱动信号电路模块的输出端电连，电源管理模块分别与DSP模块、驱动信号电路模块和存储模块电连。

Description

一种航空测绘相机系统

技术领域

本申请涉及航空测绘技术领域，具体而言，涉及一种航空测绘相机系统。

背景技术

航空测绘技术是一种以大气层内的飞行器为测量载体的对地测绘手段，其测绘对象是地面物体的位置关系，目的是通过航空拍摄获得的数据来绘制大地坐标，其通常采用的方法是航空摄影测量。随着以无人机为代表的航空科技的发展，航空测绘技术在基础测绘领域中所占比重越来越大，并且测绘技术随着计算机和智能技术的发展，其应用不再局限于专业领域，越来越成为在宽泛领域内使用的一种基础技术，但在航测领域中最基础的高精度数码成像技术的发展却远远滞后，影响了测绘技术的发展。

目前，市场中无人机用的测绘相机基本上采用现有的单反或单电类等消费级相机改造而成，通常把消费级相机外壳和部分外设电子及结构件去掉后使用，并将其称为改造相机。消费级相机采用的是卷帘快门，卷帘快门在CMOS传感器前面，其尺寸比较大，且由此改造后的改造相机在无人机运动中拍照易产生果冻效果，影响拍照的精度。此外，改造相机虽然去掉了一部分电子及结构件，但相机是个部件系统，系统相互交叉，所以改造相机的改造不会彻底，仍存在多余的部分，造成相机重量重、尺寸大，改造不好，使得相机工作不稳定。

实用新型内容

本申请提供一种航空测绘相机系统，采用镜间快门，结构紧凑、可靠，系统整体的重量轻，体积小，且该系统内设DSP模块，可根据实际需求开发软件系统，实现相机与无人机及其它集成硬件之间的交互和集成，适用性强，应用范围广。

具体的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种航空测绘相机系统，包括：

镜头，所述镜头的镜筒上设置有快门插槽；

镜间快门，所述镜间快门插设并固定于所述快门插槽内；

CMOS图像传感器模块，所述CMOS图像传感器模块与所述镜头固定连接；

驱动信号模块，所述驱动信号模块与所述镜间快门电连；

DSP主板，所述DSP主板与所述CMOS图像传感器模块通过电路板连接，且所述DSP主板与所述驱动信号模块电连，通过所述驱动信号模块调控所述镜间快门；其中，所述DSP主板包括DSP模块、驱动信号电路模块、存储模块和电源管理模块，所述驱动信号电路模块分别与所述DSP模块、驱动信号模块电连，所述存储模块的输入端分别与所述DSP模块、驱动信号电路模块的输出端电连，所述电源管理模块分别与所述DSP模块、驱动信号电路模块和所述存储模块电连。

可选地，所述驱动信号电路模块包括相机开机驱动电路；所述相机开机驱动电路包括芯片U1、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R1的一端连接相机开机信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端和所述NPN型三极管Q1的基极b相连，所述NPN型三极管Q1的集电极c分别与所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述PNP型三极管Q2的基极b相连，所述PNP型三极管Q2的发射极e与所述电阻R3的另一端相连，所述PNP型三极管Q2的集电极c分别与所述电阻R6的一端和所述芯片U1的引脚1相连，所述电阻R5的两端分别与所述芯片U1的引脚1、引脚2相连，所述电阻R2的另一端、所述NPN型三极管Q1的发射极e、所述电阻6的另一端以及所述芯片U1的引脚3接地。

可选地，所述驱动信号电路模块包括拍照触发驱动电路；所述拍照触发驱动电路包括芯片U2、二极管D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10，所述电阻R7的一端连接触发拍照信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述芯片U2的引脚4相连，所述电阻R8的另一端与供电电压VCC相连，所述芯片U2的引脚1与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与所述电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与输入电源VPWR相连，所述芯片U2的引脚2、引脚3接地。

可选地，所述驱动信号电路模块包括红外滤波器开关驱动电路，所述红外滤波器开关驱动电路包括芯片U3、芯片J1、电容C1、电容C2和电容C3，所述芯片U3的引脚5分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端以及所述供电电压VCC相连，所述电容C3的一端分别与所述芯片U3的引脚4和所述芯片J1的引脚2相连，所述电容C3的另一端分别与所述芯片U3的引脚6和所述芯片J1的引脚1相连，所述芯片U3的引脚2、所述电容C1的另一端、所述电容C2的另一端以及所述芯片J1的引脚3、引脚4接地。

可选地，所述电源管理模块包括电源管理电路，所述电源管理电路包括芯片U4、芯片U5、芯片U6、芯片U7、芯片U8、芯片U9、芯片U10、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电感L1、电感L2、电感L3以及电感L4，

其中，所述芯片U4设置有GPIO端口，所述芯片U4的引脚36分别与系统供电电源V_SYS、所述电容C20的一端相连，所述芯片U4的引脚20分别与电源1V8_PMC、所述电容C4的一端相连，所述电容C20、电容C4的另一端以及所述芯片U4的引脚30接地，

所述芯片U5的引脚22分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C5的一端相连，所述芯片U5的引脚21分别与电源1V8_LPDDR4、所述电容C6的一端相连，所述芯片U5的引脚23与所述电容C7的一端相连，所述电容C5、电容C6、电容C7的另一端接地，

所述芯片U6的引脚10分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C8的一端相连，所述芯片U6的引脚9与所述电容C9的一端相连，所述电容C8、电容C9的另一端以及所述芯片U6的引脚16接地，

所述芯片U7的引脚37、引脚38分别与所述系统供电电源V_SYS相连，所述芯片U7的引脚38与所述电容C10的一端相连，所述芯片U7的引脚39、引脚40分别与所述电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端分别与所述芯片U7的引脚35、数字电压DVDD_MED IA以及所述电容C11、电容C12的一端相连，所述电容C10、电容C11、电容C12的另一端以及所述芯片U7的引脚2、引脚3接地，

所述芯片U8的引脚7分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C13的一端相连，所述芯片U8的引脚6与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端分别与所述芯片U8的引脚8、数字电压DVDD以及所述电容C14的一端相连，所述电容C13、电容C14的另一端以及所述芯片U8的引脚5接地，

所述芯片U9的引脚25分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C15的一端相连，所述芯片U9的引脚26与所述电感L3的一端相连，所述电感L3的另一端分别与所述芯片U9的引脚24、数字电压DVDD_CPU以及所述电容C16、电容C17的一端相连，所述电容C15、电容C16、电容C17的另一端以及所述芯片U9的引脚27相连，

所述芯片U10的引脚32分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C18的一端相连，所述芯片U10的引脚31与所述电感L4的一端相连，所述电感L4的另一端分别与所述芯片U10的引脚29、电源1V1_DDR以及所述电容C19的一端相连，所述电容C18、电容C19的另一端以及所述芯片U10的引脚28、引脚41接地。

可选地，所述存储模块包括F l ash存储电路；所述F l ash存储电路包括芯片U11、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C21以及电容C22，所述芯片U11的引脚8分别与供电电压VCC、所述电容C22的一端相连，所述芯片U11的引脚6串联所述电阻R11，且所述芯片U11的引脚6与所述电容C21的一端相连，所述芯片U11的引脚7与所述电阻R12的一端相连，所述芯片U11的引脚3与所述电阻R13的一端相连，所述电阻R12、电阻R13的另一端分别与所述供电电压VCC相连，所述电容C21、电容C22的另一端以及所述芯片U11的引脚4接地。

可选地，所述存储模块包括SD卡存储电路；所述SD卡存储电路包括芯片J2、电阻R14、电阻R15、电容C23、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8以及二极管D9，所述芯片J2的引脚5串联所述电阻R14，所述电阻R15的一端与所述供电电压VCC相连，所述电阻R15的另一端与所述芯片J2的引脚9相连，所述芯片J2的引脚4与电源VCC_SD相连，所述电容C23与所述二极管D2串联，所述二极管D2的一端与所述芯片J2的引脚5相连，所述二极管D3的一端与所述芯片J2的引脚1相连，所述二极管D4的一端与所述芯片J2的引脚2相连，所述二极管D5的一端与所述芯片J2的引脚3相连，所述二极管D6的一端与所述芯片J2的引脚7相连，所述二极管D7的一端与所述芯片J2的引脚8相连，所述二极管D8的一端与所述芯片J2的引脚9相连，所述二极管D9的一端与所述芯片J2的引脚4相连，所述芯片J2的引脚6、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13以及所述二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9的另一端相连。

可选地，所述DSP主板还包括通讯模块，所述通讯模块分别与所述DSP模块、电源管理模块以及所述存储模块的输入端电连。

可选地，所述DSP模块包括信息统计模块、场景识别模块和数据处理模块；所述场景识别模块的输入端与所述CMOS图像传感器模块的输出端电连，接收所述CMOS图像传感器模块发送的数字图像信号，根据所述数字图像信号进行场景识别，并根据识别出的场景信息调整系统参数；所述信息统计模块的输入端与所述场景识别模块的输出端电连，收集、统计并分析所述场景识别模块的数据信息，所述数据信息包括所述数字图像信号、所述场景信息以及调整后的系统参数；所述数据处理模块的输入端与所述信息统计模块的输出端电连，接收所述CMOS图像传感器模块的传感器数据以及所述信息统计模块发送的统计信息，并根据所述传感器数据和所述统计信息运行程序，对所述镜间快门进行调控，并实现所述镜头的拍照、信号控制及存储管理功能。

可选地，所述DSP模块提供软件开发工具包SDK；所述DSP模块设置有LCD接口、Peri phera l接口、JTAG接口、TV接口和HDMI接口中的一个或多个。

本申请实施例的有益效果如下：

该航空测绘相机系统采用插装式的镜间快门，可使镜头的快门更换更容易，实现快速定位安装，保证镜头的整体光路在更换快门过程中不会造成任何影响，操作简单便捷，且结构紧凑、可靠，使得系统整体的重量轻，体积小，此外，该系统内设DSP模块，可由工程师根据用户的需求进行开发设计，并提供SDK软件系统，实现相机与无人机及其它集成硬件之间的交互和集成，适用性强，应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的航空测绘相机系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的航空测绘相机系统的主视图；

图3为本申请实施例提供的航空测绘相机系统的结构框架图；

图4为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的相机开机驱动电路原理图；

图5为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的拍照触发驱动电路原理图；

图6为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的红外滤波器开关驱动电路原理图；

图7为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的电源管理电路原理图；

图8为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的F l ash存储电路原理图；

图9为本申请实施例提供的航空测绘相机系统中的SD卡存储电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本申请实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在现有技术中，改造相机由于改造不彻底，使得相机重量重、尺寸大，且其在无人机上工作不稳定，此外，改造相机软件固化，也不能与无人机及其它集成硬件交互和集成。

本申请实施例公开了一种航空测绘相机系统，以解决现有技术中的至少一个问题。以下分别进行详细说明。

图1–图3示出了根据本说明书实施例提供的一种航空测绘相机系统。如图1和图2所示，该航空测绘相机系统主要包括：镜头1、镜间快门3、CMOS图像传感器模块4和DSP主板5。其中，在本说明书实施例中，该航空测绘相机系统采用镜间快门3，镜间快门3可通过紧固件固定在镜头1的中间位置处，具体的，镜头1的镜筒上设置有快门插槽2，镜间快门3插设并固定于快门插槽2内，插装式的镜间快门3使得镜头1的快门更易更换，还可通过设计快门插槽2与镜间快门3之间的定位结构，实现快门的快速定位安装，并保证在更换快门的过程中，对镜头1的整体光路不会造成任何影响，操作简单便捷，大大提高了工作效率，降低了航空测绘相机系统的使用成本，此外，镜头1采用镜间快门3，使得相机系统整体结构紧凑、可靠，且重量轻，体积小，解决了现有技术中由于改造相机改造不彻底导致的相机重量重、尺寸大，且其在无人机上工作不稳定的问题。

如图1和图2所示，镜头1与CMOS图像传感器模块4之间固定连接，DSP主板5与CMOS图像传感器模块4通过电路板连接，此外，在具体的实施例中，DSP主板5可通过螺钉固定于CMOS图像传感器模块4上，以保证航空测绘相机系统中各个部件间连接的稳固性。在本说明书实施例中，镜头1用于采集图像光信号，CMOS图像传感器模块4用于捕获图像光信号，并将图像光信号转换为数字图像信号，DSP主板5包括DSP(D i g ita l S i gna l Processor，处理数字信号的可编程微处理器)模块6，可根据实际需求开发相应的软件系统，以实现相机与无人机及其它集成硬件交互和集成，且DSP主板5与镜间快门3电连，DSP主板5用于接收、处理数字图像信号，并调控镜间快门3。

在一个具体的实施例中，镜头1选用定焦镜头，连接CMOS图像传感器模块4和DSP主板5的电路板采用高速FPC(柔性高频电路板)，即本实施例使用特殊的高密度多层电路板连接CMOS图像传感器模块4和DSP主板5，具有良好的电磁屏蔽性、耐热性和耐高温性，可以满足高速数据传输的要求。

在本说明书实施例中，如图3所示，该航空测绘相机系统还包括驱动信号模块7，DSP主板5通过驱动信号模块7与镜间快门3电连，驱动信号模块7用于控制并处理DSP主板5以及镜间快门3的输入输出信号。在一些实施例中，驱动信号模块7可以设置在DSP主板5的外部，在另一些实施例中，驱动信号模块7也可以设置在DSP主板5的内部，控制电子设备或元件的输入和输出信号，并控制电子设备或元件的时序、频率和延时。

在一实施例中，如图3所示，DSP主板5还包括驱动信号电路模块8、存储模块9和电源管理模块10，即DSP主板5主要由DSP模块6、驱动信号电路模块8、存储模块9和电源管理模块10高度集成。其中，驱动信号电路模块8分别与DSP模块6、驱动信号模块7电连，用于根据DSP模块6发送的控制信号触发信号的控制处理，并控制驱动信号模块7的信号输出时序，在一些实施例中，当驱动信号模块7设置于DSP主板5的内部时，驱动信号模块7可与DSP主板5的驱动信号电路模块8直接相连，从而更好地实现信号的控制管理，此外，驱动信号模块7与其它模块可通过SLVS–EC接口电连。存储模块9的输入端分别与DSP模块6、驱动信号电路模块8的输出端电连，用于储存并处理DSP模块6处理后的数据信号以及驱动信号电路模块8执行的控制信号，实现对于相机内存和输出的照片进行存储控制和管理。电源管理模块10分别与DSP模块6、驱动信号电路模块8和存储模块9电连，用于对DSP主板5的输入输出电源的电流进行控制处理。

在一具体的实施例中，驱动信号电路模块8包括相机开机驱动电路、拍照触发驱动电路，利用相机开机驱动电路驱动相机开机，利用拍照触发驱动电路驱动相机触发信号拍照。

在一个具体的实施过程中，如图4所示，相机开机驱动电路包括芯片U1、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，具体的，电阻R1的一端连接相机开机信号CM_PWRON，电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和NPN型三极管Q1的基极b相连，NPN型三极管Q1的集电极c分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与PNP型三极管Q2的基极b相连，PNP型三极管Q2的发射极e与电阻R3的另一端相连，PNP型三极管Q2的集电极c分别与电阻R6的一端和芯片U1的引脚1相连，电阻R5的两端分别与芯片U1的引脚1、引脚2相连，电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1的发射极e、电阻6的另一端以及芯片U1的引脚3接地。其中，电阻R1、电阻R2、电阻R4和电阻R5均主要起到限流的作用，电阻R3为上拉电阻，其作用是防止下端的元件在没有信号时悬浮而出现寄生电压，电阻R6为下拉电阻，其作用是防止上端的元件在没有信号时悬浮而出现寄生电压，NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的作用原理相同，主要用来控制电流的大小。此外，在本实施例中，芯片U1的引脚1为VI N(电压输入端)，引脚2为RST(复位端)，引脚3为GND(接地端)，芯片U1的引脚2设置有接口Tp，并连接信号PWR_SW3。

如图5所示，拍照触发驱动电路包括芯片U2、二极管D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10，具体的，电阻R7的一端连接触发拍照信号TRI G_SHOT，电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端、芯片U2的引脚4相连，电阻R8的另一端与供电电压VCC相连，芯片U2的引脚1与电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极与电阻R10的一端相连，电阻R10的另一端与输入电源VPWR相连，芯片U2的引脚2、引脚3接地。其中，电阻R8和电阻R10为上拉电阻，其作用是防止下端的元件在没有信号时悬浮而出现寄生电压，电阻R7和电阻R9的主要作用是限流，限制电流超过元件的最大电流，二极管D1的作用是稳定电压，利用二极管D1被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压。

在另一个具体的实施过程中，驱动信号电路模块8还包括红外滤波器开关驱动电路，如图6所示，红外滤波器开关驱动电路包括芯片U3、芯片J1、电容C1、电容C2和电容C3，芯片U3的引脚5分别与电容C1的一端、电容C2的一端以及供电电压VCC相连，电容C3的一端分别与芯片U3的引脚4和芯片J1的引脚2相连，电容C3的另一端分别与芯片U3的引脚6和芯片J1的引脚1相连，芯片U3的引脚2、电容C1的另一端、电容C2的另一端以及芯片J1的引脚3、引脚4接地。其中，电容C1、电容C2和电容C3主要起到稳压的作用。此外，芯片U3的引脚1为ENB(B使能端)，连接信号MOT_ENB，引脚2为GND(接地端)，引脚3为FBC(输入端)，连接信号MOT_FBC，引脚4为OUT1(第一输出端)，引脚5为VDD(供电端)，引脚6为OUT2(第二输出端)，电容C3的两端分别设置一个接口Tp。

在一具体的实施例中，电源管理模块10包括电源管理电路，如图7所示，电源管理电路包括芯片U4、芯片U5、芯片U6、芯片U7、芯片U8、芯片U9、芯片U10、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电感L1、电感L2、电感L3以及电感L4。

其中，芯片U4、电容C4和电容C20共同构成电源控制电路，负责控制电源休眠、睡眠、待机等状态。具体的，芯片U4设置有GPIO端口，还可以设置有PWR_SEQ1端口、PWU_I2C6_SCL端口、PWU_I2C6_SDA端口、PWR_SEQ2端口和PWR_CTR端口中的一个或多个，芯片U4的引脚36分别与系统供电电源V_SYS、电容C20的一端相连，芯片U4的引脚20分别与电源1V8_PMC、电容C4的一端相连，电容C20、电容C4的另一端以及芯片U4的引脚30接地。

芯片U5、电容C5、电容C6和电容C7共同构成直流线性稳压电源电路，应用在开关电源降压稳流电路中。具体的，芯片U5的引脚22分别与系统供电电源V_SYS、电容C5的一端相连，芯片U5的引脚21分别与电源1V8_LPDDR4、电容C6的一端相连，芯片U5的引脚23与电容C7的一端相连，电容C5、电容C6、电容C7的另一端接地。

芯片U6、电容C8和电容C9共同构成直流线性稳压电源电路，应用在开关电源降压稳流电路中。具体的，芯片U6的引脚10分别与系统供电电源V_SYS、电容C8的一端相连，芯片U6的引脚9与电容C9的一端相连，电容C8、电容C9的另一端以及芯片U6的引脚16接地。

在现有技术中，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响，在本实施例中，通过在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，可有效实现有源滤波，且可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。

芯片U7、电容C10、电容C11、电容C12和电感L1共同构成开关电源降压稳流电路，起到降压稳流的作用。具体的，芯片U7的引脚37、引脚38分别与系统供电电源V_SYS相连，芯片U7的引脚38与电容C10的一端相连，芯片U7的引脚39、引脚40分别与电感L1的一端相连，电感L1的另一端分别与芯片U7的引脚35、数字电压DVDD_MED IA以及电容C11、电容C12的一端相连，电容C10、电容C11、电容C12的另一端以及芯片U7的引脚2、引脚3接地。在作业过程中，输入电压向电感L1充电，与此同时向电容C11和电容C12充电，在此过程中，电容C11、电容C12和电感L1中储存能量，在输入电压停止供电时，储存在电感L1放电，当输出电压要下降时，电容C11和电容C12中的能量放电，维持输出电压不变，从而达到降压稳流的目的。

芯片U8、电容C13、电容C14和电感L2共同构成开关电源降压稳流电路，起到降压稳流的作用。具体的，芯片U8的引脚7分别与系统供电电源V_SYS、电容C13的一端相连，芯片U8的引脚6与电感L2的一端相连，电感L2的另一端分别与芯片U8的引脚8、数字电压DVDD以及电容C14的一端相连，电容C13、电容C14的另一端以及芯片U8的引脚5接地。在作业过程中，输入电压向电感L2充电，与此同时向电容C14充电，在此过程中，电容C14和电感L2中储存能量，在输入电压停止供电时，储存在电感L2放电，当输出电压要下降时，电容C14中的能量放电，维持输出电压不变，从而达到降压稳流的目的。

芯片U9、电容C15、电容C16、电容C17和电感L3共同构成开关电源降压稳流电路，起到降压稳流的作用。具体的，芯片U9的引脚25分别与系统供电电源V_SYS、电容C15的一端相连，芯片U9的引脚26与电感L3的一端相连，电感L3的另一端分别与芯片U9的引脚24、数字电压DVDD_CPU以及电容C16、电容C17的一端相连，电容C15、电容C16、电容C17的另一端以及芯片U9的引脚27相连。在作业过程中，输入电压向电感L3充电，与此同时向电容C16和电容C17充电，在此过程中，电容C16、电容C17和电感L3中储存能量，在输入电压停止供电时，储存在电感L3放电，当输出电压要下降时，电容C16和电容C17中的能量放电，维持输出电压不变，从而达到降压稳流的目的。

芯片U10、电容C18、电容C19和电感L4也共同构成开关电源降压稳流电路，起到降压稳流的作用。具体的，芯片U10的引脚32分别与系统供电电源V_SYS、电容C18的一端相连，芯片U10的引脚31与电感L4的一端相连，电感L4的另一端分别与芯片U10的引脚29、电源1V1_DDR以及电容C19的一端相连，电容C18、电容C19的另一端以及芯片U10的引脚28、引脚41接地。在作业过程中，输入电压向电感L4充电，与此同时向电容C19充电，在此过程中，电容C19和电感L4中储存能量，在输入电压停止供电时，储存在电感L4放电，当输出电压要下降时，电容C19中的能量放电，维持输出电压不变，从而达到降压稳流的目的。

在一具体的实施例中，存储模块9包括F l ash存储电路和SD卡存储电路。具体的，如图8所示，F l ash存储电路包括芯片U11、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C21以及电容C22，芯片U11的引脚8分别与供电电压VCC、电容C22的一端相连，芯片U11的引脚6串联电阻R11，且芯片U11的引脚6与电容C21的一端相连，芯片U11的引脚7与电阻R12的一端相连，芯片U11的引脚3与电阻R13的一端相连，电阻R12、电阻R13的另一端分别与供电电压VCC相连，电容C21、电容C22的另一端以及芯片U11的引脚4接地。其中，电阻R12和电阻R13均为上拉电阻，防止下端的元件在没有信号时悬浮而出现寄生电压，电阻R11主要起跳线的作用，电容C21和电容C22主要起稳压的作用。此外，在本实施例中，芯片U11的引脚1为CS(芯片选择端)，连接信号SP ICS#，用于控制芯片的工作状态，当外部设备发出CS信号时，芯片处于工作状态；芯片U11的引脚2为SO(串行输出端)，连接信号SPI D I，用于将内部数据发送出去；芯片U11的引脚3为WP(写保护端)，连接信号SPIWP#，用于防止外部设备对芯片内部数据的读写操作；芯片U11的引脚4和引脚9均为GND(接地端)；芯片U11的引脚5为S I(串行输入端)，连接信号SP IDO，用于接收外部设备发送的数据；芯片U11的引脚6为SCLK(串行时钟端)，连接信号SPI CLK，用于控制数据传输的时序；芯片U11的引脚7为HOLD(控制输入端)，连接信号SP I HOLD，用于暂停数据传输，当外部设备发出HOLD信号时，芯片暂停传输数据；芯片U11的引脚8为VCC(电源电压端)。

如图9所示，SD卡存储电路包括芯片J2、电阻R14、电阻R15、电容C23、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8以及二极管D9，芯片J2的引脚5串联电阻R14，电阻R15的一端与供电电压VCC相连，电阻R15的另一端与芯片J2的引脚9相连，芯片J2的引脚4与电源VCC_SD相连，电容C23与二极管D2串联，二极管D2的一端与芯片J2的引脚5相连，二极管D3的一端与芯片J2的引脚1相连，二极管D4的一端与芯片J2的引脚2相连，二极管D5的一端与芯片J2的引脚3相连，二极管D6的一端与芯片J2的引脚7相连，二极管D7的一端与芯片J2的引脚8相连，二极管D8的一端与芯片J2的引脚9相连，二极管D9的一端与芯片J2的引脚4相连，芯片J2的引脚6、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13以及二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9的另一端相连。其中，电容C23主要起稳压的作用，电阻R14主要起跳线的作用，电阻R15为上拉电阻，防止下端的元件在没有信号时悬浮而出现寄生电压，二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8和二极管D9均起到防静电的作用。此外，在本实施例中，芯片J2的引脚1为DAT2(第二数据端)，连接信号SD_D2，用于传输指令和数据；芯片J2的引脚2为DAT3(第三数据端)，连接信号SD_D3，用于传输指令和数据；芯片J2的引脚3为CMD(命令端)，连接信号SD_CMD，用于发送和接收命令；芯片J2的引脚4为VDD(供电端)；芯片J2的引脚5为CLK(时钟端)，连接信号SD_CLK，用于同步数据传输；芯片J2的引脚6为VSS2(公共接地电压端)；芯片J2的引脚7为DAT0(第零数据端)，连接信号SD_D0，用于传输指令和数据；芯片J2的引脚8为DAT1(第一数据端)，连接信号SD_D1，用于传输指令和数据；芯片J2的引脚9为CD#端，连接信号SD_CD#；芯片J2的引脚10为GND(接地端)；芯片J2的引脚14为NC2(第二信号端)，用于接收或发送没有定义的信号；芯片J2的引脚15为NC1(第一信号端)，用于接收或发送没有定义的信号。

在一实施例中，如图3所示，DSP主板5还包括通讯模块14，通讯模块14分别与DSP模块6、电源管理模块10以及存储模块9的输入端电连，用于DSP模块6的通讯功能，详细的，通讯模块14用于连接网络，实现与DSP模块6之间的图片、视频流、控制信号、数据等信息的传输，通讯模块14与存储模块9的输入端电连，以将通讯模块14所传输的信息储存在存储模块9内。在一些具体的实施例中，通讯模块14设置有MD I P、MD I N两个外部接口，即Med i aDependent I nterface(媒体依赖接口)的出口和入口。

在本说明书实施例中，如图3所示，DSP模块6包括信息统计模块11、场景识别模块12和数据处理模块13。CMOS图像传感器模块4的输出端与场景识别模块12的输入端相连，CMOS图像传感器模块4负责采集数据，把光学信号转换成数字信号并发送给场景识别模块12，场景识别模块12用于接收CMOS图像传感器模块4发送的数字图像信号，根据数字图像信号进行场景识别，并根据识别出的场景信息调整系统参数，提高系统的性能。信息统计模块11的输入端与场景识别模块12的输出端相连，信息统计模块11用于收集、统计并分析场景识别模块12的数据信息，以改进系统性能，其中，数据信息包括数字图像信号、场景信息以及调整后的系统参数。数据处理模块13的输入端与信息统计模块11的输出端相连，数据处理模块13用于接收CMOS图像传感器模块4的传感器数据以及信息统计模块11发送的统计信息，并根据传感器数据和统计信息运行程序，对镜间快门3进行调控，并实现镜头1的拍照、信号控制及存储管理功能。进一步的，在本说明书实施例中，DSP模块6还可提供软件开发工具包SDK，SDK软件系统可借助DSP主板5来实现各种复杂的控制应用，进而实现相机与无人机及其它集成硬件交互和集成。

在一实施例中，DSP模块6设置有LCD接口、Per i phera l接口、JTAG接口、TV接口和HDM I接口中的一个或多个，其中，LCD接口用于连接显示屏，Per i phera l接口包括GPIO口，也可用于复用PWM、CTS、RTS等，JTAG接口用于DSP芯片内部测试，TV接口用于连接TV，HDM I接口用于计算机和电视、投影机等外设之间的连接，将音、视频和数据信号统一在一起，从而使航空测绘相机系统可用一种简单、可靠、高清晰度的连接方式连接视听设备。

以上是对本实施例提供的航空测绘相机系统的各个部件、它们之间的连接关系进行了介绍，下面结合图1–图9，对航空测绘相机系统的拍照原理进行详述。

在本说明书实施例中，光线经过镜头1进入相机内部，通过设有DSP模块6调控的镜间快门3，可有效拍摄高速移动物体不变形且使用闪光灯时不受限制，解决了现有技术中无人机运动中拍照产生的果冻效果，最后光线到达CMOS图像传感器模块4，将图像光信号转换为电信号，之后，将产生的电信号通过ADC电路转换为数字图像信号，传输给DSP主板5进行处理。其中，DSP模块6可由工程师根据用户的需求进行开发设计，并提供SDK软件系统，对RAW数据进行图像处理，如：de-no i se、自动曝光、gamma修正等，此外，除了对图像本身的处理，DSP模块6还可包括网络、蓝牙、GPS等，以方便后续的升级和应用，进一步实现相机与无人机及其它集成硬件交互和集成。

综上所述，本说明书公开一种航空测绘相机系统，采用镜间快门，结构紧凑、可靠，系统整体的重量轻，体积小，且该系统内设DSP模块，可根据实际需求开发软件系统，实现相机与无人机及其它集成硬件之间的交互和集成，适用性强，应用范围广。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。另外，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种航空测绘相机系统，其特征在于，包括：

镜头，所述镜头的镜筒上设置有快门插槽；

镜间快门，所述镜间快门插设并固定于所述快门插槽内；

CMOS图像传感器模块，所述CMOS图像传感器模块与所述镜头固定连接；

驱动信号模块，所述驱动信号模块与所述镜间快门电连；

DSP主板，所述DSP主板与所述CMOS图像传感器模块通过电路板连接，且所述DSP主板与所述驱动信号模块电连，通过所述驱动信号模块调控所述镜间快门；其中，所述DSP主板包括DSP模块、驱动信号电路模块、存储模块和电源管理模块，所述驱动信号电路模块分别与所述DSP模块、驱动信号模块电连，所述存储模块的输入端分别与所述DSP模块、驱动信号电路模块的输出端电连，所述电源管理模块分别与所述DSP模块、驱动信号电路模块和所述存储模块电连。

2.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述驱动信号电路模块包括相机开机驱动电路；所述相机开机驱动电路包括芯片U1、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述电阻R1的一端连接相机开机信号，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端和所述NPN型三极管Q1的基极b相连，所述NPN型三极管Q1的集电极c分别与所述电阻R3的一端和所述电阻R4的一端相连，所述电阻R4的另一端与所述PNP型三极管Q2的基极b相连，所述PNP型三极管Q2的发射极e与所述电阻R3的另一端相连，所述PNP型三极管Q2的集电极c分别与所述电阻R6的一端和所述芯片U1的引脚1相连，所述电阻R5的两端分别与所述芯片U1的引脚1、引脚2相连，所述电阻R2的另一端、所述NPN型三极管Q1的发射极e、所述电阻R6的另一端以及所述芯片U1的引脚3接地，其中，所述芯片U1的引脚1为电压输入端VIN，所述芯片U1的引脚2为复位端RST，所述芯片U1的引脚3为接地端GND。

3.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述驱动信号电路模块包括拍照触发驱动电路；所述拍照触发驱动电路包括芯片U2、二极管D1、电阻R7、电阻R8、电阻R9和电阻R10，所述电阻R7的一端连接触发拍照信号，所述电阻R7的另一端分别与所述电阻R8的一端、所述芯片U2的引脚4相连，所述电阻R8的另一端与供电电压VCC相连，所述芯片U2的引脚1与所述电阻R9的一端相连，所述电阻R9的另一端与所述二极管D1的负极相连，所述二极管D1的正极与所述电阻R10的一端相连，所述电阻R10的另一端与输入电源VPWR相连，所述芯片U2的引脚2、引脚3接地。

4.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述驱动信号电路模块包括红外滤波器开关驱动电路，所述红外滤波器开关驱动电路包括芯片U3、芯片J1、电容C1、电容C2和电容C3，所述芯片U3的引脚5分别与所述电容C1的一端、所述电容C2的一端以及供电电压VCC相连，所述电容C3的一端分别与所述芯片U3的引脚4和所述芯片J1的引脚2相连，所述电容C3的另一端分别与所述芯片U3的引脚6和所述芯片J1的引脚1相连，所述芯片U3的引脚2、所述电容C1的另一端、所述电容C2的另一端以及所述芯片J1的引脚3、引脚4接地，其中，所述芯片U3的引脚2为接地端GND，所述芯片U3的引脚4为第一输出端OUT1，所述芯片U3的引脚5为供电端VDD，所述芯片U3的引脚6为第二输出端OUT2。

5.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述电源管理模块包括电源管理电路，所述电源管理电路包括芯片U4、芯片U5、芯片U6、芯片U7、芯片U8、芯片U9、芯片U10、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电感L1、电感L2、电感L3以及电感L4，

其中，所述芯片U4设置有GPIO端口，所述芯片U4的引脚36分别与系统供电电源V_SYS、所述电容C20的一端相连，所述芯片U4的引脚20分别与电源1V8_PMC、所述电容C4的一端相连，所述电容C20、电容C4的另一端以及所述芯片U4的引脚30接地，

所述芯片U5的引脚22分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C5的一端相连，所述芯片U5的引脚21分别与电源1V8_LPDDR4、所述电容C6的一端相连，所述芯片U5的引脚23与所述电容C7的一端相连，所述电容C5、电容C6、电容C7的另一端接地，

所述芯片U6的引脚10分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C8的一端相连，所述芯片U6的引脚9与所述电容C9的一端相连，所述电容C8、电容C9的另一端以及所述芯片U6的引脚16接地，

所述芯片U7的引脚37、引脚38分别与所述系统供电电源V_SYS相连，所述芯片U7的引脚38与所述电容C10的一端相连，所述芯片U7的引脚39、引脚40分别与所述电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端分别与所述芯片U7的引脚35、数字电压DVDD_MEDIA以及所述电容C11、电容C12的一端相连，所述电容C10、电容C11、电容C12的另一端以及所述芯片U7的引脚2、引脚3接地，

所述芯片U8的引脚7分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C13的一端相连，所述芯片U8的引脚6与所述电感L2的一端相连，所述电感L2的另一端分别与所述芯片U8的引脚8、数字电压DVDD以及所述电容C14的一端相连，所述电容C13、电容C14的另一端以及所述芯片U8的引脚5接地，

所述芯片U9的引脚25分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C15的一端相连，所述芯片U9的引脚26与所述电感L3的一端相连，所述电感L3的另一端分别与所述芯片U9的引脚24、数字电压DVDD_CPU以及所述电容C16、电容C17的一端相连，所述电容C15、电容C16、电容C17的另一端以及所述芯片U9的引脚27相连，

所述芯片U10的引脚32分别与所述系统供电电源V_SYS、所述电容C18的一端相连，所述芯片U10的引脚31与所述电感L4的一端相连，所述电感L4的另一端分别与所述芯片U10的引脚29、电源1V1_DDR以及所述电容C19的一端相连，所述电容C18、电容C19的另一端以及所述芯片U10的引脚28、引脚41接地。

6.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述存储模块包括Flash存储电路；所述Flash存储电路包括芯片U11、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C21以及电容C22，所述芯片U11的引脚8分别与供电电压VCC、所述电容C22的一端相连，所述芯片U11的引脚6串联所述电阻R11，且所述芯片U11的引脚6与所述电容C21的一端相连，所述芯片U11的引脚7与所述电阻R12的一端相连，所述芯片U11的引脚3与所述电阻R13的一端相连，所述电阻R12、电阻R13的另一端分别与所述供电电压VCC相连，所述电容C21、电容C22的另一端以及所述芯片U11的引脚4接地，其中，所述芯片U11的引脚3为写保护端WP，所述芯片U11的引脚4为接地端GND，所述芯片U11的引脚6为串行时钟端SCLK，所述芯片U11的引脚7为控制输入端HOLD，所述芯片U11的引脚8为电源电压端VCC。

7.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述存储模块包括SD卡存储电路；所述SD卡存储电路包括芯片J2、电阻R14、电阻R15、电容C23、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8以及二极管D9，所述芯片J2的引脚5串联所述电阻R14，所述电阻R15的一端与供电电压VCC相连，所述电阻R15的另一端与所述芯片J2的引脚9相连，所述芯片J2的引脚4与电源VCC_SD相连，所述电容C23与所述二极管D2串联，所述二极管D2的一端与所述芯片J2的引脚5相连，所述二极管D3的一端与所述芯片J2的引脚1相连，所述二极管D4的一端与所述芯片J2的引脚2相连，所述二极管D5的一端与所述芯片J2的引脚3相连，所述二极管D6的一端与所述芯片J2的引脚7相连，所述二极管D7的一端与所述芯片J2的引脚8相连，所述二极管D8的一端与所述芯片J2的引脚9相连，所述二极管D9的一端与所述芯片J2的引脚4相连，所述芯片J2的引脚6、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13以及所述二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9的另一端相连，其中，所述芯片J2的引脚1为第二数据端DAT2，所述芯片J2的引脚2为第三数据端DAT3，所述芯片J2的引脚3为命令端CMD，所述芯片J2的引脚4为供电端VDD，所述芯片J2的引脚5为时钟端CLK，所述芯片J2的引脚6为公共接地电压端VSS2，所述芯片J2的引脚7为第零数据端DAT0，所述芯片J2的引脚8为第一数据端DAT1，所述芯片J2的引脚9为CD#端，所述芯片J2的引脚10为接地端GND。

8.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述DSP主板还包括通讯模块，所述通讯模块分别与所述DSP模块、电源管理模块以及所述存储模块的输入端电连。

9.根据权利要求1所述的航空测绘相机系统，其特征在于，所述DSP模块提供软件开发工具包SDK；所述DSP模块设置有LCD接口、Peripheral接口、JTAG接口、TV接口和HDMI接口中的一个或多个。