立体成像装置的制作方法

本实用新型涉及一种成像装置，尤其涉及一种可以应用于无人机等设备上的立体成像装置。

背景技术：

倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近些年发展起来的一项高新技术，该技术通过在同一飞行平台或者移动平台上搭载多台传感器或者相机，以能够同时从一个垂直角度、多个倾斜角度采集影像，从而获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。相对于传统的垂直拍摄，倾斜摄影技术不仅有效弥补了传统正射影像的不足，而且大大提高了快速三维建模技术的数据获取效率。

现有技术中通过将多台相机按照设定的角度固定在一起来实现倾斜摄影。但是现有技术中相机等拍摄装置的固定是通过复杂的框架结构实现的，采用框架结构固定拍摄装置的方式，存在着整体结构体积大、重量大的问题，在进行拍摄测绘工作时，需要将其挂载于较大的型飞行器上，导致倾斜摄影的成本较高，且不方便携带。

例如，专利文献CN105277177A公开了一种多旋翼无人机倾斜摄影系统，其上的拍摄装置1’就是通过复杂的框架结构固定的。如图1所示，所述框架结构包括上支撑板2’、下支撑架3’、以及用于连接上支撑板2’和下支撑架3’的下支撑架挂载框架4’，在下支撑架3’上固定连接有倾斜安装架5’，具体地，倾斜安装架5’的矩形框6’和支板7’分别连接在下支撑架3’的两个相对边上，拍摄装置1’通过支板7’上的安装孔8’固定安装在倾斜安装架5’上。

采用上述框架结构来固定拍摄装置，虽然能够实现倾斜摄影，但是其具有结构复杂、体积大、重量大的缺点，而且在遇到外部撞击时不能够很好的保护拍摄装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小、重量轻的立体成像装置，并且能够有效保护安装在其上的拍摄装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种立体成像装置，所述立体成像装置包括外壳、以及设置在所述外壳内的垂直拍摄件和倾斜拍摄件，所述垂直拍摄件和所述倾斜拍摄件均通过固定环固定在所述外壳上，所述外壳的下部设置有供光线进入所述垂直拍摄件和倾斜拍摄件的开孔。

优选地，所述垂直拍摄件的数量为1个，所述倾斜拍摄件的数量为4个，4个所述倾斜拍摄件围绕所述垂直拍摄件均布。

优选地，所述固定环通过固定件固定在所述外壳的内壁上。

优选地，所述固定件为凸出于所述固定环外缘的第一凸耳，所述外壳的内壁上设置有与所述第一凸耳相连接以将所述固定环固定在外壳上的第二凸耳。

优选地，所述固定环套装在所述垂直拍摄件或者倾斜拍摄件上，所述固定环上具有间断部，以使所述固定环形成两个自由端，所述固定环上安装有能够调节两个自由端的相对位置以改变所述固定环内孔大小的调节部。

优选地，所述调节部包括分别设置在所述两个自由端上的第三、第四凸耳、以及用于连接所述第三凸耳和第四凸耳的螺栓。

优选地，所述开孔开设在所述外壳的下端上，每个所述垂直拍摄件和倾斜拍摄件的下端均对应于一个所述开孔，所述开孔的孔壁为上大下小的圆锥形。

优选地，所述固定环固定套装在所述垂直拍摄件或所述倾斜拍摄件的下端，所述垂直拍摄件和所述倾斜拍摄件的下端面的外周均与所述外壳的下端面密封接触。

优选地，所述外壳包括下壳、安装在所述下壳上并且两端敞口的上壳和安装在所述上壳上端的上固定板，所述上固定板上具有USBHub电路。

优选地，所述外壳为金属外壳。

本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的立体成像装置通过固定环将垂直拍摄件和倾斜拍摄件均固定在外壳内，使用固定环代替了各种复杂的框架结构，垂直拍摄件和倾斜拍摄件之间的间距可以减小到两个固定 环的厚度，从而使得本实用新型的立体成像装置结构更加简单、零件数量少、体积小、重量轻，并且由于垂直拍摄件和倾斜拍摄件均位于外壳内，因此通过外壳能够有效地保护垂直拍摄件和倾斜拍摄件等拍摄装置。

附图说明

图1为现有技术的多旋翼无人机倾斜摄影系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的立体成像装置的结构示意图；

图3为图2所示的立体成像装置的爆炸视图；

图4是图2所示的立体成像装置的下壳的立体视图；

图5是图2所示的立体成像装置的下壳的另一个方向的立体视图；

图6是本实用新型提供的立体成像装置的一种实施方式的固定环的结构示意图；

图7是本实用新型提供的立体成像装置的安装有固定环的拍摄装置的结构示意图，其中图中示出的拍摄装置为垂直拍摄件；该拍摄装置也可以是倾斜拍摄件；

图8是图7所示的安装有固定环的拍摄装置的主视图。

附图标记说明

1-外壳；11-下壳；12-上壳；13-固定板；14-第二凸耳；2-垂直拍摄件；3-倾斜拍摄件；4-固定环；41-第一凸耳；42-第三凸耳；43-第四凸耳；5-开孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来说明本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

在本实用新型中，在未作出相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指本实用新型提供的立体成像装置在正常使用情况下定义的，并与附图2所示的上下方向一致。“内、外”是指相对于各零件本身的轮廓的内外，这些 方位词是为了便于理解而采用的，因而不应构成对本实用新型保护范围的限制。

适当参照图2、图3所示，为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供的基本实施方式的立体成像装置可以包括外壳1、以及设置在所述外壳1内的垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3，所述垂直拍摄件2和所述倾斜拍摄件3均通过固定环4固定在所述外壳1上，所述外壳1的下部设置有供光线进入所述垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3的开孔5。

其中所述垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3是指能够获得图像数据信息的装置，可以使用现有各种拍摄装置，如相机、摄像机，也可以直接使用图像传感器，本实用新型中优选使用长焦相机。

上述实施方式的立体成像装置通过固定环4将垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3固定在外壳1上，可以使得垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3之间的间距为两个固定环4的厚度，因此能够使得本实用新型的立体成像装置结构紧凑，体积小、重量轻。

如图2所示，所述外壳1外形为柱状，上下设置，所述垂直拍摄件2的视轴方向与外壳1的轴线方向平行，即垂直拍摄件2的视轴方向为图2中所示的上下方向。所述倾斜拍摄件3的视轴方向与所述垂直拍摄件2的视轴方向呈30度至60度夹角，即与外壳1的轴线方向呈30度至60度夹角，本实施例中所述倾斜拍摄件3与所述垂直拍摄件2的夹角优选为45度。需要说明的是，本实用新型中所述的垂直拍摄件2中的术语“垂直”是指垂直于外壳1的底部，当所述的立体成像装置竖直设置时，垂直拍摄件2的视轴方向为竖直方向，当在一些特殊情况下立体成像装置倾斜安装时，垂直拍摄件2的视轴方向与竖直方向呈一定夹角；类似地，所述的倾斜拍摄件3中的术语“倾斜”是相对于垂直拍摄件2的视轴方向而言的。

本实用新型的基本实施方式的立体成像装置在拍摄时，垂直拍摄件2获取垂直影像，另外的倾斜拍摄件3获取地物的侧视影像。

为了获得较好的拍摄效果，在本实用新型中，适当参照图4所示(图4中示出了固定环的数量，垂直拍摄件和倾斜拍摄件的数量与之相对应)，优选地，所述垂直拍摄件2的数量为1个，所述倾斜拍摄件3的数量为4个，4个所述倾斜拍摄件3围绕所述垂直拍摄件2均布，即4个所述倾斜拍摄件3沿顺时针 或者逆时针方向倾斜设置，围绕垂直拍摄件2的视轴方向两两之间均呈90度夹角。该优选实施方式的立体成像装置在使用时，垂直拍摄件2获取垂直影像，另外的四台倾斜拍摄件3可以从前后左右四个方向同时获取地物的侧视影像，从而可以较为完整地获取地物侧面的轮廓和纹理信息。

上述实施方式中虽然对倾斜拍摄件3的数量和设置方式作出了限定，但本实用新型提供的立体成像装置中的倾斜拍摄件3的数量和设置方式并不以此为限，在其他实施方式中，倾斜拍摄件3的数量可以为2个、6个或者更多个，倾斜拍摄件3也可以不均布。

在本实用新型中，所述固定环4与外壳1内壁的固定连接方式可以采用现有的各种适当方式，如焊接，或者通过螺栓直接连接。采用焊接或者螺栓直接将固定环4连接在外壳1上的方式，在安装相机等拍摄装置时操作较为不方便，因此，在本实用新型的优选实施方式中，所述固定环4通过固定件固定在所述外壳1的内壁上。所述固定件可以采用各种适当的固定结构，如卡扣等。

为了牢固地将固定环固定在外壳1内壁上，并且占用较小的体积，进一步优选地，适当参照图6所示，所述固定件为凸出于所述固定环4外缘的第一凸耳41，如图4所示，所述外壳1的内壁上设置有与所述第一凸耳41相连接以将所述固定环4固定在所述外壳1上的第二凸耳14。所述第一凸耳41与第二凸耳14可以通过螺栓(图中未示出)连接在一起，具体地，在第一凸耳41上设置有通孔，第二凸耳14上设置有螺纹孔，螺栓穿过第一凸耳41后，螺纹连接在上述的螺纹孔内，从而将第一凸耳41固定在第二凸耳14上。

在本实用新型中，如图7、图8所示，所述固定环4与拍摄装置的连接方式为所述固定环4套装在所述垂直拍摄件2或者倾斜拍摄件3上，从而实现固定环4与垂直拍摄件2或者倾斜拍摄件3的固定连接。为了适应于外径不同的垂直拍摄件2或者倾斜拍摄件3，并且便于固定环4的安装，如图6所示，优选地，所述固定环4上具有间断部，以使所述固定环4形成两个自由端，所述固定环4上安装有能够调节两个自由端的相对位置以改变所述固定环4内孔大小的调节部。例如，通过使固定环4的两个自由端的间距增大，可以适当的增加固定环4的内径，以适应外径较大的相机，并且可以方便地将固定环4套装在相机上，通过适当减小固定环4的两个自由端之间的间距，可以适应外径较小的相机。

另一方面，通过在固定环4上形成间断部，可以适当降低固定环4的加工制造的精度，即通过使得固定环4的内孔大小可调，可以使得固定环4具有较大的加工偏差。

在本实用新型中，为了更好的固定相机等拍摄装置，所述固定环4的内圈的形状与所述相机的外形相一致，例如，如图7、图8所示，当相机的外轮廓为圆形时，所述固定环4的内圈的形状也为圆形；当相机的外轮廓为矩形等形状时，所述固定环4的内圈形状也为矩形等对应的形状。

其中所述固定环4的两个自由端之间的间距通过调节部来调整，调节部可以选用任何可以固定两个自由端的适当结构。在本实用新型的优选实施方式中，如图6所示，所述调节部包括分别设置在所述两个自由端上的第三、第四凸耳42、43，以及用于连接所述第三凸耳42和第四凸耳43的螺栓(图中未示出)。采用上述结构的调节部，结构简单、牢固可靠，与本实用新型立体成像装置的体积小、重量轻的设计理念相适应。

为了更好的将具有间断部的固定环4固定在外壳1上，优选地，在固定环4上设置有三个第一凸耳41，其中两个第一凸耳41设置在邻近所述间断部的位置，另一个第一凸耳41设置在于所述间断部相对的位置处。与之对应地，所述第二凸耳14的数量也为三个。通过将两个第一凸耳41设置在邻近间断部的位置处，可以更好地保证固定环4与相机等拍摄件的牢固连接。

在本实用新型中，所述外壳1下部的开孔5是为了使得所述垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3的镜头能够接收到光线，因此，可以将外壳1的底部设置为敞口结构，即外壳1的底部不设置底板，所述开孔5为该敞口结构。但是，更为合理的设置方式为，所述开孔5开设在所述外壳1的下端上，每个所述垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3的下端均对应于一个所述开孔5，即所述垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3的镜头均可以从一个开孔5中露出。此时可以使得垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3的下端压在外壳1的底部上，以实现垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3等拍摄装置固定地更加稳定。

进一步地，如图5、图6所示，所述开孔5的孔壁为上大下小的圆锥形，当垂直拍摄件2和倾斜拍摄件3调焦时，可以方便镜头的移动，避免在相机(垂直拍摄件和倾斜拍摄件)的安装位置存在误差时，可能出现的镜头与开孔5孔壁的干涉。同时，将开孔5的孔壁设置为锥形，在机加工时可以一次装卡完成 下壳外表面的加工，开模时亦可以使模具简单，节省成本。

为了实现立体成像装置的密封，避免灰尘等污染物进入外壳1内而影响内部设备，优选地，所述固定环4固定套装在所述垂直拍摄件2或所述倾斜拍摄件3的下端，所述垂直拍摄件2和所述倾斜拍摄件3的下端面的外周均与所述外壳1的下端面密封接触。密封接触的方式可以为在垂直拍摄件2和所述倾斜拍摄件3的下端面的外周均与所述外壳1的下端面之间设置橡胶密封圈，或者使二者紧密接触。

进一步地，为了便于组装，如图2、图3所示，本实用新型提供的立体成像装置的所述外壳1优选包括下壳11、安装在所述下壳11上并且两端敞口的上壳12和安装在所述上壳12上端的上固定板13，所述上固定板13上具有USBHub电路。所述上壳12和下壳11之间可以通过螺栓连接，所述上固定板13和上壳12之间也可以通过螺栓连接。通过在上固定板13上设置USBHub电路，可以起到了节省空间、降低重量的效果。

在本实用新型中，所述外壳1为金属外壳，从而使得立体成像装置更加坚固耐用。具体地，所述外壳1可以选用铝合金或者不锈钢外壳，在本实用新型中优选铝合金外壳。

由上述的记载可知，本实用新型提供的立体成像装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：

1.体积更小，方便携带；

2.外壳材质更坚固耐用，可承受强烈撞击；

3.零件数量少，安装、维修方便快捷。

需要说明的是，本实用新型提供的立体成像装置不仅可以安装在无人机等无人飞行器上，也可以应用在载人机、潜水设备等装置上，或者应用在摄影棚的顶棚轨道上滑动的移动平台上。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式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实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。