轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及遥控遥感【技术领域】，特别涉及轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统。轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，包括：无人机；设置于无人机上的固定架，固定架上设置有第一相机、第二相机和第三相机；第一相机、第二相机和第三相机的长边均垂直于飞行方向设置；第一相机和第三相机倾斜于水平面45°设置，第二相机垂直于摄影方向设置。一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，包括上述装置和控制系统。通过这种结构布局，本发明提供的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统，能够采集到全方位的影响资料，整体结构相比现有技术更为简单轻便，更适用于无人机飞行平台使用。
【专利说明】轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及遥控遥感【技术领域】，具体而言，涉及轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统。
【背景技术】
[0002]三维建模是数字城市建设的主要内容之一，传统的三维建模主要通过基于正视航空影像立体测图，辅以野外纹理采集手段完成，工作量大、效率低、成本高。多视立体航空摄影测量技术可在测绘几何影像的同时获取侧面纹理，实现三维模型的快速构建。
[0003]现有多视立体航空遥感系统已在数字城市建设中得到应用，例如，现有技术中的美国Pictometry倾斜影像系统是在传统中心投影的基础上，另外增加了东南西北四个方向上以40°倾角的姿态同时采集影像，通过配备先进的POS设备使每张获取的影像都带有高精度地理位置信息。
[0004]但是，该倾斜影像系统采用的是多个专业测量型数码相机，单架次单相机的影像数据量大，必须依靠机载存储器存储。整个系统重量体积大、成本高，不适合无人机飞行平台使用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统，以解决上述的问题。
[0006]在本发明的实施例中提供了一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，包括:
[0007]无人机；
[0008]设置于所述无人机上的固定架，所述固定架上设置有第一相机、第二相机和第三相机；
[0009]所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机的长边均垂直于飞行方向设置；所述第一相机和所述第三相机倾斜于水平面45°设置，所述第二相机垂直于摄影方向设置。
[0010]其中，所述第一相机和第三相机的镜头焦距为35mm ;所述第二相机的镜头的焦距为 16mm。
[0011]其中，所述第一相机、第二相机和第三相机与所述固定架间接连接，之间设置有减
[0012]其中，还包括检校参数模块；
[0013]所述检校参数模块，用于进行单相机检校之后再进行平台检校；
[0014]所述检校参数模块，还用于对平台绕其主光轴每旋转预设角度获取的照片图像进行检校。
[0015]本发明还提供一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，包括如前所述的装置和控制系统；[0016]所述控制系统，包括自动驾驶仪、集成有双频GPS的OEM板、双天线GPS和记录器存储卡；
[0017]所述记录器存储卡，用于记录GPS原始数据、IMU数据和拍摄脉冲信号，并通过差分GPS计算曝光点坐标。
[0018]其中，所述自动驾驶仪、集成有双频GPS的OEM板、双天线GPS和记录器存储卡集成一体设置。
[0019]其中，还包括曝光模块；
[0020]所述曝光模块，用于触发一次曝光脉冲同时控制所述第一相机、第二相机和第三相机同步曝光。
[0021 ] 其中，还包括航高控制模块和电磁屏蔽模块；
[0022]所述航高控制模块，用于根据获得的GPS高程数据控制实际航高；
[0023]所述电磁屏蔽模块，用于屏蔽干扰信号。
[0024]其中，还包括地面着车测试模块；
[0025]所述地面着车测试模块，用于在着车状态下获取影像，检查像点位移与影像质量，分析无人机发动机震动频率传导到固定架对相机曝光产生的影响。
[0026]其中，还包括地面跑车测试模块；
[0027]所述地面跑车测试模块，用于在地面跑车状态下设置曝光间隔控制相机曝光，将所述OEM板记录的曝光时刻坐标与系统自身记录的曝光时刻坐标进行对比分析。
[0028]本发明上述实施例的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置和系统，仅设置三台相机，第一台相机和第三台相机倾斜设置，第二台相机垂直于摄影方向设置，通过这种结构布局能够采集到全方位的影响资料，整体结构相比现有技术更为简单轻便，更适用于无人机飞行平台使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置的结构示意图；
[0030]图2为本发明进行检校时平台的拍摄方式示例；
[0031]图3为本发明的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统的一个实施例的结构模块图。
【具体实施方式】
[0032]下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0033]本发明实施例提供了一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，参见图1所示，包括无人机(图1中未示出)、固定架1、第一相机2、第二相机3和第三相机4。
[0034]所述固定架I设置于所述无人机上,所述固定架I上设置有第一相机2、第二相机3和第三相机4。
[0035]所述第一相机2、所述第二相机3和所述第三相机4的长边均垂直于飞行方向设置；所述第一相机2和所述第三相机4倾斜于水平面45°设置，所述第二相机3垂直于摄影方向设置。
[0036]三台相机均为长边垂直飞行方向，在无人机机身内部沿机头至机尾分别为第一相机2、第二相机3、第三相机4，其中第一相机2、第三相机4倾斜安装，安装角度45度，相机镜头焦距为35mm ;第二相机3垂直摄影方向安装，相机镜头焦距为16mm。三台相机需经过严格检校。
[0037]优选地，固定架I需保证三台相机的供电电池、存储卡等能顺利取出，同时还要保证三台相机能合理安装快门线。固定架I要避免与三台相机直接接触，必要时需安装相机减震装置。
[0038]本发明的技术方案，主要是基于轻小型无人机飞行平台的机载多视立体航空遥感系统研究，其中主要包括开展多视立体航空摄影仪的结构设计，多视航空摄影装备的安装、供电、电磁环境、控制等的集成设计，多视立体航空摄影仪的单相机精确检校和多视立体精确平台检校，轻小型无人机的飞控系统升级改造，集成测姿定位GPS/IMU与飞控系统。
[0039]其中，镜头选择与搭配方案如下:
[0040]所选的相机与镜头选择像素数为不低于6000*4000，像元大小3.9um,现有焦距分别为 16，24，30，35，50mm。
[0041]镜头搭配的基本约束条件为:分辨率:0.1-0.2m，巡航速度:120km/h，重叠度50%-70%，高度不超过1500m ;垂直与倾斜相机的分辨率(立面分辨率也即垂直于地面方向的分辨率)保持一致，平均分辨率均为0.lm。
[0042]此外，还采用不同焦距的搭配。当GSD=0.1米时，几种合适的搭配如下表所示，相机窄边沿航线方向，下视相机航向重叠度和旁向重叠度均为75%，优选地，选定16/35mm镜
头为实验的相机镜头。
[0043]
【权利要求】
1.轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，其特征在于，包括: 无人机； 设置于所述无人机上的固定架，所述固定架上设置有第一相机、第二相机和第三相机； 所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机的长边均垂直于飞行方向设置；所述第一相机和所述第三相机倾斜于水平面45°设置，所述第二相机垂直于摄影方向设置。
2.根据权利要求1所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，其特征在于，所述第一相机和第三相机的镜头焦距为35mm ;所述第二相机的镜头的焦距为16mm。
3.根据权利要求1所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，其特征在于，所述第一相机、第二相机和第三相机与所述固定架间接连接，之间设置有减震装置。
4.根据权利要求1所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感装置，其特征在于，还包括检校参数模块； 所述检校参数模块，用于进行单相机检校之后再进行平台检校； 所述检校参数模块，还用于对平台绕其主光轴每旋转预设角度获取的照片图像进行检校。
5.一种轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的装置和控制系统； 所述控制系统，包括自动驾驶仪、集成有双频GPS的OEM板、双天线GPS和记录器存储卡; 所述记录器存储卡，用于记录GPS原始数据、IMU数据和拍摄脉冲信号，并通过差分GPS计算曝光点坐标。
6.根据权利要求5所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，所述自动驾驶仪、集成有双频GPS的OEM板和双天线GPS、记录器存储卡集成一体设置。
7.根据权利要求5所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，还包括曝光模块； 所述曝光模块，用于触发一次曝光脉冲同时控制所述第一相机、第二相机和第三相机同步曝光。
8.根据权利要求5所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，还包括航高控制模块和电磁屏蔽模块； 所述航高控制模块，用于根据获得的GPS高程数据控制实际航高； 所述电磁屏蔽模块，用于屏蔽干扰信号。
9.根据权利要求5所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，还包括地面着车测试模块； 所述地面着车测试模块，用于在着车状态下获取影像，检查像点位移与影像质量，分析无人机发动机震动频率传导到固定架对相机曝光产生的影响。
10.根据权利要求5所述的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，其特征在于，还包括地面跑车测试模块； 所述地面跑车测试模块，用于在地面跑车状态下设置曝光间隔控制相机曝光，将所述OEM板记录的曝光时刻坐标与系统自身记录的曝光时刻坐标进行对比分析。
【文档编号】G01C11/02GK103453891SQ201310404384
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】李英成, 杨江江, 毕凯, 陈海燕, 任亚锋 申请人:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司