一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机技术领域，尤其是一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法。
【背景技术】
[0002]运用无人机进行三维地理信息重建时，需要相机在同一位置以五个不同角度各拍一张相片。这五个角度分别是前45度、后45度、左45度、右45度和垂直向下。传统作业方法有以下两种:
(1)在无人机上同时安装五台相机，分别调整为以上五个角度。无人机飞到拍照点时，五台相机同时曝光得到五张航片。此技术的缺点是五台相机一起安装所占体积和重量都比较大，小型无人机无法安装使用。如在大型固定翼无人机或多旋翼无人机上安装，会因大载重，严重影响无人机的续航时间。
(2)在无人机上安装一台相机，角度调整至以上五个角度之一。飞完一个架次后，人工将相机调整至另一个角度安装，沿着上一个架次的航线再飞一遍。同一条航线飞行五个架次后即可完成数据采集。此技术的缺点是同一条航线要飞五次才能采集完各角度的相片，效率低下。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是要解决以上两种作业方法的缺点，提供一种操作简单，对无人机载重量的要求低，使小型无人机只需要一到二个架次的飞行即可完成数据采集的无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法。
[0004]为实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现:
一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法，其特征是:将单个相机安装在旋转云台上，当无人机到达拍照点时，云台控制板通过快门线控制相机拍照，收到相机反馈信号后，云台控制板通过电机控制云台旋转，并再次拍照，直到完成三个角度的相片采集。
[0005]所述的具体控制步骤为:
等待飞控拍照信号—在初始位置后45度拍摄第一张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转到下一拍摄角度垂直向下—拍摄第二张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转到第三个拍摄角度前45度—拍摄第三张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转回初始位置。
[0006]所述的旋转云台结构主要由舵机、舵机支架、底座、轴承、轴承支架、相机支架组成，舵机支架和轴承支架通过螺丝与底座连接，舵机支架固定舵机，轴承支架上装有轴承，轴承连接相机支架，底座上开有安装孔，用于安装在无人机上。
[0007]本发明的优点:
结构轻巧:小型无人机即可搭载本设备；
效率高:一到二个架次的航拍即可达到传统作业方法五个架次航拍的效果； 可靠性高:采用闭环系统控制相机快门并加入信号缓冲区，杜绝漏拍现象；
成本低廉:选用市面上容易购买的材料，通过CNC加工即可完成；
安装方便:旋转云台与无人机通过螺丝连接即可，飞控与旋转云台只需一条3pin的线连接。
【附图说明】
[0008]图1是本发明航拍旋转云台结构示意图。
[0009]图2是本发明的航拍流程图。
[0010]图中标号所示:1.舵机2.舵机支架3.底座1.轴承5.轴承支架6.相机支架。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图实施例对本发明作详细的描述:
机械部分:本旋转云台结构主要由底座3、舵机支架2、轴承支架5、舵机1、轴承4和相机支架6组成，如图1。底座3用3mm厚度的环氧树脂板通过CNC加工而成，舵机支架2和轴承支架5由8mm厚的铝板通过CNC加工而成，相机支架6由1mm厚的铝板通过CNC加工而成。舵机支架2和轴承支架5通过螺丝与底座3连接。舵机I选用标准舵机，通过螺丝和舵机支架2连接。底座3上开有安装孔，用于和无人机连接。舵机支架2用于固定舵机，轴承支架5上装有轴承4，轴承4连接相机支架6。
[0012]电子部分:控制板用一片MEGA328P单片机作为主控芯片。控制板上有3个输入端，3个输出端。第一个输入端与无人机自驾仪的相机快门接口连接，用于接收拍照信号并从自驾仪取电供控制板使用。当控制板接收到自驾仪的拍照信号后，控制相机拍照并旋转云台。第二个输入端接相机的拍照反馈接口。当相机曝光时，控制板会接收到相机的反馈信号，说明已完成一张照片的拍摄，控制板将控制相机转到下一个角度。第三个输入端接DC6V电源给数码舵机供电，该电源可由无人机的UBEC提供。第一个输出端接相机的快门线，输出拍照信号以控制相机按下快门。第二个输出端接数码相机的对焦线，通过NE555芯片产生周期10秒的信号，让数码相机每隔10秒对焦一次，以防相机长时间无动作自动关机。第三个输出端接数码舵机，控制舵机旋转到指定角度。拍照模块采用闭环系统，系统会等待相机快门的反馈信号，防止漏拍。拍照信号的输入端设置有缓冲区，如收到飞控发来的拍照信号时相机正忙，信号会被放进缓冲区，待相机空闲时再补拍。见图2。
[0013]将一台相机安装到本发明说述的旋转云台上。当无人机到达拍照点时，云台控制器控制相机在初始位置(后45度)进行一次曝光，同时记录曝光点的POS信息。完成曝光后云台带着相机迅速旋转到下一个角度(垂直向下)进行第二次曝光。最后转到第三个角度(前45度)进行第三次曝光。完成后控制相机回到初始位置，完成一个拍照点的拍摄。通过旋转云台的辅助，一台相机在一个拍照点就可以完成三个角度航片的拍摄。飞机落地后，人工将云台旋转90度安装，沿着之前的航线再飞一个架次，即可完成五个角度的数据采集。
【主权项】
1.一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法，其特征是:将单个相机安装在旋转云台上，当无人机到达拍照点时，云台控制板通过快门线控制相机拍照，收到相机反馈信号后，云台控制板通过电机控制云台旋转，并再次拍照，直到完成三个角度的相片采集。2.根据权利要求1所述的无人机航拍旋转云台多角度倾斜航拍的方法，其特征是所述的具体控制步骤:等待飞控拍照信号—在初始位置后45度拍摄第一张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转到下一拍摄角度垂直向下—拍摄第二张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转到第三个拍摄角度前45度—拍摄第三张相片—等待拍摄完成信号反馈—云台旋转回初始位置。3.根据权利要求1所述的无人机航拍旋转云台多角度倾斜航拍的方法，其特征是:所述的旋转云台结构主要由舵机(I)、舵机支架(2)、底座(3)、轴承(4)、轴承支架(5)、相机支架(6)组成，舵机支架(2)和轴承支架(5)通过螺丝与底座连接，舵机支架(2)固定舵机(I)，轴承支架(5)上装有轴承(4)，轴承(4)连接相机支架(6)，底座(3)上开有安装孔，用于安装在无人机上。
【专利摘要】本发明涉及一种无人机旋转云台多角度倾斜摄影航拍的方法。其特征是：将单个相机安装在旋转云台上，当无人机到达拍照点时，云台控制板通过快门线控制相机拍照，收到相机反馈信号后，云台控制板通过电机控制云台旋转，并再次拍照，直到完成三个角度的相片采集。飞机落地后，人工将云台旋转90度安装，沿着之前的航线再飞一个架次，即可完成五个角度的数据采集。本发明结构轻巧：小型无人机即可搭载本设备；效率高：一到二个架次的航拍即可达到传统作业方法五个架次航拍的效果；可靠性高：采用闭环系统控制相机快门并加入信号缓冲区，杜绝漏拍现象；成本低廉；安装方便：飞控和旋转云台只需一条3pin的线连接。
【IPC分类】H04N5/232, F16M11/12, G03B17/56
【公开号】CN105611168
【申请号】CN201511027220
【发明人】曾曦, 罗少宁, 黎展荣
【申请人】南宁慧视科技有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日