一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法与流程

本发明涉及一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法。

背景技术：

机载倾斜摄影是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新航拍技术，它通过在同一飞行平台上搭载摄影角度不同的多台传感器，来采集地物不同侧面的空间影像。机载倾斜摄影颠覆了传统航拍的垂直摄影模式，它所采集的多角度倾斜影像符合人眼视觉的真实直观世界，空间信息更丰富、完整、友好，具有广泛的应用前景。然而，世界上现有机载倾斜摄影系统普遍均存在设计复杂、仪器大型化、造价昂贵、运行成本高的缺点，且单一的、接近40度的倾斜摄影角度设计主要是为了满足景观覆盖的目的，并不能很好适应测绘行业影像测图的需要。近年来，基于无人机、无人飞艇的低空遥感技术得到了较快的发展，高性能ccd相机的分辨率可达数千万级像素，利用搭载在无人飞行平台上的、摄影角度设计及整体布局合理的多个ccd(电器耦合器件，chargecoupleddevice)相机进行低空摄影不仅能为自然灾害评估、军事情报收集、应急指挥、城市管理等应用提供低成本、实时的高清倾斜影像数据，还能满足测绘行业测图及其它三维空间信息处理的需要。

目前使用的航空倾斜摄影装置普遍采用多个内置相机，通过不同角度的摆放，实现多个角度拍摄，以获取地面的全景图像。为了减少整机重量和成本，通常采用转动内置相机实现多角度拍摄，以减少内置相机数量。由于内置相机自身的体积和重量较大，转动时会引起整机震动也较大，同时也增加了电量的消耗，不利于航空摄影。

上述技术方案的缺陷在于：

1、装置重量较大，整机震动明显；

2、相机转动结构复杂，精度低，可靠性差；

3、相机转动周期长，在一定重叠率要求下，拍摄效率和质量会下降。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法，实现了从空中向地面九个方向的拍摄，丰富了产品的应用范围，其结构简单，可靠性高，有效地减轻航空倾斜摄影装置的重量，更加适应航空摄影。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法，第一相机、第二相机、第三相机固定在航空器上，方法包括：

s1、航空器到达目标位置，将第一镜片组切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第一镜片组拍摄第一方向的图像；第一方向包括三个视角；

s2、通过镜片机构切换第二镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第二镜片组拍摄第二方向的图像；第二方向包括三个视角；

s3、通过镜片机构切换第三镜片组至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第三镜片组拍摄第三方向的图像；第三方向包括三个视角；完成该目标位置九个视角的图像拍摄；

上述九个视角的拍摄角度均不相同。

本发明中，通过在设置镜头前设置空间角度可调的镜片组，获取不同角度的入射光源，在第一相机、第二相机、第三相机固定的情况下，通过切换镜片组中正对相机的镜片，使第一相机、第二相机、第三相机获得九个不同角度的入射光源，实现从空中向地面九个角度的拍摄。

本发明采用三个相机实现从空中向地面的九个角度的拍摄，三个相机获得的图像具有地面遮蔽区域小、生成的模型精度高、纹理质量好等特点，有利于的航空倾斜摄影。

本发明中工作位置为与第一相机、第二相机、第三相机进行配合使用的镜片组所在的位置。此时，镜片组中的镜片分别对应第一相机、第二相机、第三相机。

根据本发明的另一种具体实施方式，九个视角为左前视角、左下视角、左后视角、正前视角、正下视角、正后视角、右前视角、右下视角、右后视角。优选的，九个视角拍摄到的图像相互之间没有重叠部分，这样可以采集大量的数据，方便后续图像的使用。

根据本发明的另一种具体实施方式，第一镜片组包括三个空间角度不同的镜片；第二镜片组包括三个空间角度不同的镜片；第三镜片组包括三个空间角度不同的镜片。九个上述镜片的空间角度各异，分别对应九个角度，例如前后三排、左右三列的布局。

根据本发明的另一种具体实施方式，每一镜片组到达工作位置时，其三个镜片分别正对第一相机、第二相机、第三相机，此时，每个相机获得一个特定角度的入射光源，进行该角度的拍摄。

根据本发明的另一种具体实施方式，第一相机、第二相机、第三相机，并排设置。

根据本发明的另一种具体实施方式，镜片机构包括旋转式镜片机构。

根据本发明的另一种具体实施方式，旋转式镜片机构为转盘式镜片机构；通过旋转式镜片机构完成第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向。

根据本发明的另一种具体实施方式，镜片机构包括平移式镜片机构。

根据本发明的另一种具体实施方式，平移式镜片机构为滑轨滑块式镜片机构；通过滑轨滑块式镜片机构，完成第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组的切换，使每一相机分别获得不同的地面拍摄方向。

本发明的有益之处在于：相机固定，电性连接，减小失效风险，同时由于镜片动作，其质量轻，转动时的震动小，对整机的拍摄效果影响也小；只有一个自由度的运动，传动结构简单，定位精度高。通过设置多个镜片实现从空中向地面九个角度的拍摄，拍照覆盖面积大，地面遮蔽区域小，方便图像处理，提高可靠性，从而更加适应航空摄影。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是实施例1的采用一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法的装置示意图；

图2是实施例1的采用一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法的装置示意图，其显示了第一方向视角。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种用于航空器的九个视角倾斜摄影的实现方法，第一相机、第二相机、第三相机并排设置在航空器上，其包括如下步骤：

s1、航空器到达目标位置，将第一镜片组中的三个空间角度不同的固定式镜片切换至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第一镜片组中的镜片拍摄第一方向的图像；第一方向包括三个视角，例如左前视角、左下视角、左后视角。

s2、通过旋转式镜片机构切换第二镜片组中的三个空间角度不同的固定式镜片至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第二镜片组拍摄第二方向的图像；第二方向包括三个视角，例如正前视角、正下视角、正后视角。

s3、通过旋转式镜片机构切换第三镜片组中的三个空间角度不同的固定式镜片至工作位置，第一相机、第二相机、第三相机通过第三镜片组拍摄第三方向的图像；第三方向包括三个视角，例如右前视角、右下视角、右后视角。完成该目标位置九个不同视角的图像拍摄。

一种实现本实施例的方法的倾斜摄影装置，如图1所示，其包括：基座及设置在基座上的第一相机11、第二相机12、第三相机13、镜片机构2、舵机3；其中，第一相机11、第二相机12、第三相机13均为卧式相机；镜片机构2包括第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组和转盘式镜片调节组件21，每一镜片组均包括三个空间角度不同的固定式镜片22；转盘式镜片调节组件21包括由舵机3驱动的转盘211、九个连接杆212，第一镜片组、第二镜片组、第三镜片组间隔设置在转盘211上，镜片22与连接杆212数目一致且对应设置，转盘211可旋转地安装在基座上，连接杆212一端连接镜片22，另一端连接转盘211；第一相机11、第二相机12、第三相机13并排设置在转盘211的同侧；舵机3通过驱动轴31连接转盘211；舵机3通过驱动轴31连接转盘211；通过转动转盘211，切换正对第一相机11、第二相机12、第三相机13的镜片22，从而实现第一相机11、第二相机12、第三相机13的从空中向地面九个方向的拍摄。

如图2所示(图中虚线部分显示了拍摄范围)，通过舵机3驱动转盘211的转动，实现九个角度的拍摄。例如，初始状态拍摄下，第一相机11对应正后镜片，第二相机12对应正下镜片，第三相机13对应正前镜片，该三个方向拍摄完成后，舵机3带动转盘211转动120度，将左后镜片切换至对应第一相机11的位置，将左下镜片切换至对应第二相机12的位置，将左前镜片切换至对应第三相机13的位置，进行该三个的拍摄；该三个方向拍摄完成后，舵机3带动转盘211再次转动120度，再将右后境片切换至对应第一相机11的位置，将右下镜片切换至对应第二相机12的位置，将右前镜片切换至对应第三相机13的位置，进行该三个方向的拍摄。

舵机3带动转盘211转动，控制转盘211转动角度，使转盘211上的镜片22正对第一相机11、第二相机12、第三相机13，实现九个方向的光线分别反射进入第一相机11第二相机12、第三相机13，分别获取左后、左下、左前、正后、正下、正前、右后、右下、右前九个方向的照片，实现九个角度的拍摄。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。