车载式全景采集装置的制作方法

本实用新型涉及影像采集设备技术领域，特别涉及一种车载式全景采集装置。

背景技术：

随着信息科技的发展，信息技术、空间技术已经成为城市发展变革的驱动力，世界各国纷纷将城市空间信息资源建设放在越来越重要的地位，并致力于开展“数字城市”等信息化城市建设，因此城市地理空间信息的快速获取、更新及智能化处理是当前测量领域的研究热点，也是“数字城市”建设亟待解决的重要问题。

为了测量并获取相应的地貌信息，目前常用的方法是直接用螺钉将移动测量系统固定在载体上。一般的固定方法为：在车辆行李架上安装一块固定板，用螺钉直接将移动测量系统的各个部件分别固定在固定板上，通过移动测量装置进行测量。

但是，现有的安装固定方法也存在相应的缺陷，例如，拆装需要的时间长，且在恶劣天气中，会给操作员带来极大的不便，对设备也有潜在风险，拆装不便可能导致设备意外坠地损坏。

并且，现有的全景采集装置是在汽车顶部配备街景影像采集平台，然而现有的采集平台要么无法升降，导致街景采集设备的设置位置无法灵活变化，部分街景无法采集；要么升降结构复杂，导致采集平台整体构造成本较大，且拆卸安装比较麻烦。再者，现有的采集平台功能单一，不具有变通性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种车载式全景采集装置，安装在地面交通工具上，包括：支撑底座、设备主机以及摄像组件；

支撑底座与地面交通工具连接；

设备主机安装在支撑底座上，摄像组件设置在设备主机的顶部；

设备主机包括：

形成有腔体的外壳；

设置在腔体内的GNSS接收机、控制模块、以及惯性测量模块。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的车载式全景采集装置采用一体化设计，将各个模块和零件进行集成，使装置整体的体积较小因而方便拆卸。并且装置的各部件连接在一起，稳定性较好、精确度较高。此外，通过惯性测量系统能够实时快速获取高清全景影像。

作为优选，支撑底座包括在设备主机底部间隔设置的至少两个支撑足，支撑足的底端开有限位孔；

支撑底座还包括固定螺丝，固定螺丝穿过地面交通工具的行李架底角固定件并旋入限位孔进行固定。

支撑底座通过支撑足上的限位孔和固定螺丝配合安装在行李架上，实现快速安装并且确保车载式全景采集装置与地面交通工具的连接强度。

进一步地，作为优选，在每个支撑足和行李架底角固定件之间还设置有减振垫。

在支撑足和行李架底角固定之间设置减震垫能够有效吸收在底面交通工具行驶过程中产生的振动，为摄像组件提供了良好的拍摄环境，提高了获取的数据的精度。

另外，作为优选，摄像组件包括：

全景摄像头；

框形架，全景摄像头被固定在框形架内；

连通支架，连通支架的两端分别连接框形架的底部和设备主机的顶部；

连通支架形成有供全景摄像头的线材通过的管道。

全景摄像头通过连通支架固定安装在设备主机上，框形架用于对采集影像数据的全景摄像头进行固定，实现了车载式全景采集装置的一体化设置。

另外，作为优选，全景摄像头包括至少三个环境采集镜头；

各环境采集镜头被设置在同一水平面上，并以连通支架的中轴线和水平面的交点为对称中心，沿径向方向向外对称分布。

环境采集镜头设置在同一水平面上，能够对水平方向上的周遭环境进行数据测量并采集。

进一步地，作为优选，车载式全景采集装置还包括与GNSS接收机通信连接的GNSS天线；

GNSS天线被安装在摄像组件的框形架上，且位于相邻的两个环境采集镜头成像的重叠区域。

GNSS天线用于接收信号，设置在摄像组件顶部的框形架上能够确保信号接收的质量，并且将GNSS天线设置在相邻的两个环境采集镜头之间，能够保证拍摄的画面视野开阔，无遮挡，有利于提高采集的影像数据的精度。在图像拼接成全景影像时，由于过滤掉了重叠部分，因此能够使GNSS天线不出现在拼接后的影像中。

更进一步地，作为优选，全景摄像头还包括被设置在连通支架的中轴线上的天空采集镜头；天空采集镜头朝向上方设置。

天空采集镜头主要用于采集竖直方向上的影像，确保采集数据的全面性，提高车载式全景采集装置获得的数据的精度。

另外，作为优选，设备主机还包括：

交互模块，交互模块被设置在外壳上，包括若干个接口，交互模块用于与外部设备进行数据交换。

设置交互模块后，可以通过交互模块将进行信息交互，或者，对车载式全景采集装置进行设置或校准等操作。

进一步地，作为优选，交互模块还包括线控，线控的一端与连接在外壳的接口上，另一端被放置在地面交通工具内。

通过将线控的一端设置在底面交通工具内部，能够更加轻松地对车载式全景采集装置进行控制，根据需要进行相应调节。

另外，作为优选，控制模块包括处理器和存储器，GNSS模块、惯性测量模块用于收集到并传送数据信息，处理器用于接收数据信息并计算结果，存储器用于储存处理器发出的计算结果。

通过设备主机内集成的各个模块对收集到的信息进行处理并储存，便于在后续操作中调用已经计算好的结果，提高建立全景模型的速度。

附图说明

图1是本实用新型第一实施方式车载式全景采集装置的立体示意图；

图2是本实用新型第一实施方式支撑底座和设备主机的示意图；

图3是本实用新型第二实施方式设有减振垫的支撑底座的示意图；

图4是本实用新型第三、第四实施方式摄像组件的示意图；

图5是本实用新型第四、第五实施方式设备主机内各模块的剖面示意图；

图6是本实用新型第一实施方式各模块间配合工作的流程示意图；

图7是本实用新型第一实施方式固定螺丝和限位孔配合的示意图。

附图标记说明：

1-支撑底座；1a-支撑足；1a1-限位孔；1b-固定螺丝；1c-减振垫；2-设备主机；2a-外壳；2b-GNSS接收机；2c-控制模块；2d-惯性测量模块；2e-交互模块；3-摄像组件；3a-全景摄像头；3a1-环境采集镜头；3a2-天空采集镜头；3b-框形架；3c-连通支架；3d-GNSS天线；4-行李架底角固定件。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了车载式全景采集装置的结构等。

实施方式一

本实用新型的第一实施方式提供了一种车载式全景采集装置，安装在地面交通工具上，用于采集影像信息，参见图1所示，包括：

支撑底座1、设备主机2以及摄像组件3；

支撑底座1与地面交通工具连接；

设备主机2安装在支撑底座1上，摄像组件3设置在设备主机2的顶部；

设备主机2包括：

形成有腔体的外壳2a；

设置在腔体内的GNSS接收机2b、控制模块2c、以及惯性测量模块2d。

简单来说，在本实施方式中，车载式全景采集装置各部分一体化地安装于地面交通工具的顶部以便于更好地获取影像信息。车载式全景采集装置包括用于固定安装的支撑底座1，用于获取影像信息的摄像组件3，以及用于处理影像信息的设备主机2。其中，摄像组件3设置于顶部，使拍摄视野开阔，以便于最大限度地获取影像信息；将设备主机2设置在摄像组件3的下方，能够减少线材的长度，合理地控制成本。并且为了保证装置的结构强度，三者之间的连接结构均可以为刚性连接。

具体来说，在地面交通工具行驶的过程中，摄像组件3对行驶路线周边的景象进行拍摄，获取相应的影像信息，并将该信息传送至设备主机2，由设备主机2对连续传来的影像信息进行处理。

其中，参见图6所示，由于车载式全景采集装置固定安装在地面交通工具上，因此两者的位置信息等均相同。因此在本实施方式中的GNSS接收机2b，通过全球导航卫星模块实时地获取地面交通工具位置信息、时间信息、速度信息以及载波相位信息，并将上述信息发送至控制模块2c。其中，控制模块2c包括处理器和存储器，GNSS模块、惯性测量模块2d用于收集到并传送数据信息，处理器用于接收数据信息并计算结果、生成位置信息级及全景照片，存储器用于储存处理器以及全景摄像头发出的数据信息。

此外，在本实施方式中，为了获取全景图像，在设备主机2内还集成有惯性测量模块2d，用于实时地获取姿态角信息以及航向角信息。具体地，惯性测量模块2d的计算方法为：从连续全景影像中提取相邻帧，再使用球面全景模型把这两帧投影到3D中的球面上；把车载式全景采集装置正前方向上小范围的图形通过纹理技术投影到两幅图片中；通过特征点匹配，在这两幅图片中寻找中心部分附近的匹配点；通过匹配点的坐标差计算航向与俯仰偏转角度，进而求得连续帧的航向与俯仰角速度。因此，在本实用新型中可以无需在配备陀螺仪即可精准获取角度信息，从而大幅减少了车载式全景采集装置的重量和体积、方便拆卸和安装，并降低了集成难度。

出于牢固安装车载式全景采集装置的角度考虑，在本实施方式中，参见图2、图7所示，支撑底座1包括在设备主机2底部间隔设置的至少两个支撑足1a，支撑足1a的底端开有限位孔1a1；支撑底座1还包括固定螺丝1b，固定螺丝1b穿过地面交通工具的行李架底角固定件4并旋入限位孔1a1进行固定。

具体来说，参见图7所示，车载式全景采集装置安装在地面交通工具的行李架上。其中，行李架底角处设置有行李架底角固定件4，并且支撑足1a上的限位孔1a1的位置与行李架底角固定件4位置对应。安装时，行李架底角固定件4和支撑足1a之间形成能够允许地面交通工具的行李架通过的通孔部分，支撑足1a位于行李架的两边，固定螺丝1b穿过行李架底角固定件4旋入限位孔1a1中，使通孔部分与行李架卡合，完成车载式全景采集装置的安装。

此外，也可以在底面交通工具的行李架的相应位置设置安装孔(未图示)，安装时，固定螺丝1b同时穿过安装孔和限位孔1a1，将车载式全景采集装置安装在行李架上。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的车载式全景采集装置采用一体化设计，将各个模块和零件进行集成，使装置整体的体积较小因而方便组装和拆卸。并且装置的各部件连接在一起，大大减少了工作前的校准时长，装置稳定性较好、精确度较高。

实施方式二

本实用新型的第二实施方式提供了一种车载式全景采集装置，第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第二实施方式中，参见图3所示，在每个支撑足1a和行李架底角固定件4之间还设置有减振垫1c。

具体来说，减振垫1c安装于支撑足1a和行李架底角固定之间，其中，减振垫1c上设有允许固定螺丝1b通过的开孔，固定螺丝1b依次通过行李架底角固定件4、减振垫1c和支撑足1a进行固定安装。减振垫1c能够有效吸收在底面交通工具行驶过程中产生的振动，为摄像组件3提供了良好的拍摄环境，提高了获取的数据的精度。

值得一提的是，为了应对更加恶劣的环境，还可以在设备主机2和支撑底座1之间设置减振器，进一步减少振动，确保采集到的影像信息的精度。

实施方式三

本实用新型的第三实施方式提供了一种车载式全景采集装置，第三实施方式是第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第三实施方式中，参见图4所示，摄像组件3包括：全景摄像头3a；框形架3b，全景摄像头3a被固定在框形架3b内；连通支架3c，连通支架3c的两端分别连接框形架3b的底部和设备主机2的顶部；连通支架3c形成有供全景摄像头3a的线材通过的管道。

全景摄像头3a通过连通支架3c固定安装在设备主机2上，其中连通支架3c内设置有连接设备主机2的线材。框形架3b对全景摄像头3a进行支撑以及固定，实现了车载式全景采集装置的一体化设置。

优选地，在本实施方式中，全景摄像头3a包括至少三个环境采集镜头3a1；

各环境采集镜头3a1被设置在同一水平面上，并以连通支架3c的中轴线和水平面的交点为对称中心，沿径向方向向外对称分布。

环境采集镜头3a1设置在同一水平面上，通过平时视角和俯视视角对水平方向上的周遭环境进行数据测量并采集，并且在相邻的环境采集镜头3a1之间设置有框形架3b。

此外，在本实施方式中，全景摄像头3a还包括被设置在连通支架3c的中轴线上的天空采集镜头3a2；天空采集镜头3a2朝向上方设置。

天空采集镜头3a2通过仰视视角采集竖直方向上的影像，确保采集数据的全面性，提高车载式全景采集装置获得的数据的精度。

具体地，在本实施方式中，框形架3b形成为中空的正N棱柱。N个环境采集镜头3a1均匀分布于棱柱内部，天空采集镜头3a2位于顶部。N+1个采集镜头同时触发可以获得图像采集模块水平方向360°，竖直方向270°的全景影像。

实施方式四

本实用新型的第四实施方式提供了一种车载式全景采集装置，第四实施方式是第一至第三实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第四实施方式中，参见图4、图5所示，在本实施方式中，车载式全景采集装置还包括与GNSS接收机2b通信连接的GNSS天线3d；GNSS天线3d被安装在摄像组件3的框形架3b上，且位于相邻的两个环境采集镜头3a1之间。

GNSS天线3d用于接收信号，设置在摄像组件3顶部的框形架3b上能够减少外界信号的干扰，尤其是图像采集模块底部使用的USB3.0的高速信号，从而确保信号接收的质量。并且这样设置GNSS天线3d，能够确保GNSS天线3d到惯性测量模块2d的距离较小，从而减小数据解算时的误差。此外，在图像拼接成全景影像时，由于过滤掉了重叠部分，因此能够使天线不出现在拼接后的影像中。因此将GNSS天线3d设置在相邻的两个环境采集镜头3a1成像的重叠区域，能够保证拍摄的画面视野开阔，有利于提高采集的影像数据的精度。

实施方式五

本实用新型的第五实施方式提供了一种车载式全景采集装置，第五实施方式第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本实用新型的第五实施方式中，参见图5所示，在本实施方式中，设备主机2包括：交互模块2e，交互模块2e被设置在外壳2a上，包括若干个接口，交互模块2e用于与外部设备进行数据交换。

设置交互模块2e后，可以通过交互模块2e将进行信息交互，或者，对车载式全景采集装置进行设置或校准等操作。例如交互模块2e可以是USB接口，通过USB设备进行数据传输。并且为了保证设备主机2的密封性，可以在安装交互模块2e处设置有密封件，保证设备主机2的密封性能。

更进一步地，在本实施方式中，交互模块2e还包括线控，线控的一端连接在外壳2a的接口上，另一端被放置在地面交通工具内。

通过将线控的一端设置在底面交通工具内部，能够更加轻松地对车载式全景采集装置进行控制，根据需要进行相应调节。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。