一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，包括设置在航空摄像稳定平台内的1台镜头轴线垂直飞行平面的下视相机，以及4台镜头轴线与下视相机成一夹角的侧视相机；所述4台侧视相机以下视相机为中心点分布在下视相机的四周，其中，以每台侧视相机为一坐标点依次连接构成的形状为平行四边形或不规则四边形。本实用新型可以拍摄不同平面状态，满足不同的拍摄需求。
【专利说明】 一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三轴陀螺航拍平台，特别是涉及一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件。
【背景技术】
[0002]无人机低空遥感系统在实现影像图制作的基础上，正在向摄影测量立体测图专用领域发展。依据航空摄影测量规范，用于摄影测量的无人机航空摄影系统对有效载荷的姿态稳定度有着严格的量化要求。而飞机在航摄时会受到机体震动、空中杂散气流的影响、温度变化、被拍摄区域海平面等问题的影响，有效载荷会随之改变摄影姿态，造成航摄漏洞以及摄影测量交会角过小等严重问题。
[0003]针对上述问题，现有技术中通过使用独立的稳定平台实现无人机有效载荷的增稳控制。该平台式稳定系统具有精度高计算简单响应快的优点。但是现有技术中的独立的稳定平台存在不适合特定拍摄目的，原因在于平台中的相机设置只适合一般的平面拍摄的情况。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种可以拍摄不同平面状态，满足不同拍摄需求的多镜头航空摄影稳定平台的相机组件。
[0005]为了达到上述目的，采用如下技术方案:
[0006]一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，包括设置在航空摄像稳定平台内的I台镜头轴线垂直飞行平面的下视相机，以及4台镜头轴线与下视相机的镜头轴线成一夹角的侧视相机；所述4台侧视相机以下视相机为中心点分布在下视相机的四周，其中，4台侧视相机设置在同一平面，以每台侧视相机为一坐标点依次连接构成的形状为平行四边形或不规则四边形。
[0007]进一步地，所述下视相机和侧视相机分别包括含有9块透镜的前组透镜、后组透镜、光阑和滤光片，前组透镜中的第三块透镜、第六块透镜和第八块透镜为CaF2材料制成的透镜，光阑设置在前组与后组透镜中部；后组透镜含有7块透镜，其中的第六块透镜为聚焦纤维制成的透镜。
[0008]进一步地，所述前组透镜的第一块透镜采用ZK5、第二块透镜采用玻璃纤维、第四块透镜采用NBAK4、第五块透镜采用NSFl、第七块透镜采用光学玻璃BAK7、第九块透镜采用NLAF21材料制成，所述后组透镜的第一块透镜采用NSF1、第二块透镜采用NBAK4、第三块透镜采用NSFl、第四块透镜采用BAK7、第五块透镜采用NSFl、第七块透镜采用BAK7材料制成，光阑采用钢材料制成，滤光片采用ZK5材料制成。
[0009]进一步地，所述前组透镜依次由负弯月形透镜、正弯月形透镜、正弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜构成，后组透镜依次由双凸透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、双凸透镜、负弯月形透镜、双凸透镜构成。
[0010]进一步地，所述下视相机采用70mm焦距镜头、侧视相机采用90mm焦距镜头。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0012]通过调整4台侧视相机的位置、角度可以实现不同的拍摄要求，满足多样化的拍摄要求。
[0013]另外，通过自动温度补偿原理，加入适当的温度折算率为负的光学材料，利用材料的特性自我调节实现补偿。即通过前组透镜的第三块透镜、第六块透镜的材料、第八块透镜的材料的温度折射率系数为负，所以能根据温度的变化自动调节补偿，而无需任何机电调焦部件和温控装置。本实用新型的工作温度范围广，具有很高的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述三轴陀螺的剖面图。
[0015]图2 (a)?2 (c)分别是下视相机和侧视相机的不同位置关系示意图。
[0016]图不:I —吊臂机构；2—摄像平台；3—相机组件；31—下视相机；32—侧视相机；4 一陀螺仪。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明:
[0018]如图1和图2所示，多镜头航空摄影稳定平台包括吊臂机构1、摄像平台2、设置在摄像平台内的相机组件3和陀螺仪4。其中设置在摄像平台2内的相机组件3包括I台镜头轴线垂直飞行平面的下视相机31，以及4台镜头轴线与下视相机31的镜头轴线成一夹角的侧视相机32。
[0019]所述吊臂机构I设有第一转动组件，通过第一转动组件控制摄像平台2在垂直于水平面的第一转动平面上转动。所述摄像平台2内设有第二转动组件，控制该摄像平台2在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动。所述陀螺仪4设置在摄像平台2上，并与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。所述摄像平台2内设有第二转动组件，控制该摄像平台2在同时垂直于水平面和第一转动平面的第二转动平面上转动；所述陀螺仪4设置在摄像平台2上，并与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。
[0020]所述摄像平台2包括平台壳体、梁架、固定盖和第二转动组件等部件。平台壳体内有多个相机容纳槽；该相机容纳槽的底部分别设有摄像开口。相机组件3分别设置在该相机容纳槽内部。
[0021]所述陀螺仪4设置在该固定盖上。并且该陀螺仪4同时与第一转动组件和第二转动组件电连接，控制第一转动组件和第二转动组件的工作。
[0022]所述相机组件3包括一设在中央容纳槽内的下视相机31和四个设在在侧面容纳槽内的侧视相机32。该下视相机31的镜头轴线垂直飞行平面，大多数情况下，其拍摄角度是垂直向下，垂直于被拍摄平面。四个侧视相机32的镜头轴线与下视相机的镜头轴线形成一夹角。该夹角在30-45度之间，根据实际需要拍摄而控制其角度的大小。
[0023]本实用新型的三轴陀螺的稳定平台可以安装在直升机等飞行器上。当遭遇气流影响产生的颠簸或晃动时，可以通过本实用新型的稳定平台自动调节位置，以保证摄像过程中的稳定。具体的，通过陀螺仪4检测摄像平台2的位置信息，当摄像平台2出现倾斜或晃动时，该陀螺仪4控制第一转动组件和第二转动组件进行工作。
[0024]相比于现有技术，本实用新型通过使用陀螺仪4、第一转动组件和第二转动组件，实现摄像平台2在二维平面上的调整，方便相机组件3视轴的稳定，防止晃动。同时，通过使用陀螺仪4可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低的特点。
[0025]本实用新型的相机设置具有多种变形实施例。比如，所述的相机组件3的分布位置可以根据不同情况任意调整，也可以根据具体情况调整相机组件3的视轴角度。例如，下视相机31和侧视相机32的位置设置如图2所示，4台侧视相机32以下视相机31为中心点分布在下视相机31的四周。其中，以每台侧视相机32为一坐标点依次连接(虚线所示图形)构成的形状为平行四边形或不规则四边形。图2 (a)中显示了相机组件3的一种排列方式，4台侧视相机32的连接线(虚线)构成正方形。这种相机组件的位置设置方式是最常见的一种方式，具有普遍适用性。图2 (b)中显示了相机组件的另一种排列方式，4台侧视相机32的连接线(虚线)构成了不规则四边形。图2 (c)所示，4台侧视相机32的连接线(虚线)构成了菱形的排列方式。每一种侧视相机32的排列都相对于一种特殊的拍摄需求和拍摄角度。例如，直升飞机向后倒退或者向左或向右转弯时通过图2 (c)或图2 (b)的侧视相机32的设置方式拍摄的照片可以满足不同用户的需求。[0026]进一步地，所述下视相机和侧视相机分别包括含有9块透镜的前组透镜、后组透镜、光阑和滤光片。其中，前组透镜中的第三块透镜、第六块透镜和第八块透镜为CaF2材料制成的透镜，光阑设置在前组与后组透镜中部。后组透镜含有7块透镜，其中的第六块透镜为聚焦纤维材料制成的透镜。优选地，所述前组透镜的第一块透镜采用ZK5、第二块透镜采用玻璃纤维、第四块透镜采用NBAK4、第五块透镜采用NSF1、第七块透镜采用BAK7、第九块透镜采用NLAF21材料制成，所述后组透镜的第一块透镜采用NSF1、第二块透镜采用NBAK4、第三块透镜采用NSF1、第四块透镜采用BAK7、第五块透镜采用NSF1、第七块透镜采用BAK7材料制成，光阑采用钢材料制成，滤光片采用ZK5材料制成。中国专利CN102484193A中记载了 NLAF21材料的信息。中国专利CN101231378A中公开了 NBAK的信息。申请号为200510136035.9的专利文献公开了 BAK7材料。NSFl是由石粉做成的光学玻璃。ZK5为光学玻璃的一个类别。这些材料都是现有的材料。
[0027]再进一步地，所述前组透镜依次由负弯月形透镜、正弯月形透镜、正弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜构成，后组透镜依次由双凸透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、双凸透镜、负弯月形透镜、双凸透镜构成。本实用新型是通过温度变化光学镜头自动补偿原理，利用每种光学材料折算率温度系数(β =dn/dt)有正有负不同，选择合适的材料组合来达到消热和消色差的目的。根据光学镜头补偿原理，系统透镜的光焦度必须满足光焦度不变、肖热差、消色差三个基本方程，表示如下:
[0028]
Λ +Λ +% = Σ^ι =,
ml( I )
[0029]
【权利要求】
1.一种多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，其特征在于:包括设置在航空摄像稳定平台内的I台镜头轴线垂直飞行平面的下视相机，以及4台镜头轴线与下视相机的镜头轴线成一夹角的侧视相机；所述4台侧视相机以下视相机为中心点分布在下视相机的四周，其中，以每台侧视相机为一坐标点依次连接构成的形状为平行四边形或不规则四边形。
2.根据权利要求1所述的多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，其特征在于:所述下视相机和侧视相机分别包括含有9块透镜的前组透镜、后组透镜、光阑和滤光片，前组透镜中的第三块透镜、第六块透镜和第八块透镜为CaF2材料制成的透镜，光阑设置在前组与后组透镜中部；后组透镜含有7块透镜，其中的第六块透镜为聚焦纤维制成的透镜。
3.根据权利要求2所述的多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，其特征在于:所述前组透镜的第一块透镜采用ZK5、第二块透镜采用玻璃纤维、第四块透镜采用NBAK4、第五块透镜采用NSF1、第七块透镜采用光学玻璃BAK7、第九块透镜采用NLAF21材料制成，所述后组透镜的第一块透镜采用NSFl、第二块透镜采用NBAK4、第三块透镜采用NSFl、第四块透镜采用BAK7、第五块透镜采用NSF1、第七块透镜采用BAK7材料制成，光阑采用钢材料制成，滤光片采用ZK5材料制成。
4.根据权利要求3所述的多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，其特征在于:所述前组透镜依次由负弯月形透镜、正弯月形透镜、正弯月形透镜、双凸透镜、双凹透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜、正弯月形透镜、负弯月形透镜构成，后组透镜依次由双凸透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、负弯月形透镜、双凸透镜、负弯月形透镜、双凸透镜构成。
5.根据权利要求1所述的多镜头航空摄影稳定平台的相机组件，其特征在于:所述下视相机采用70mm焦距镜头、侧视相机采用90mm焦距镜头。
【文档编号】F16M11/06GK203740139SQ201420044897
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】徐鹏 申请人:徐鹏