一种全画幅倾斜摄影系统及包括其的航拍无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，特别是涉及一种全画幅倾斜摄影系统及包括其的航拍无人机。

背景技术：

随着无人机倾斜摄影技术的发展，对于传统行业的颠覆性影响是很明显的，三维数字化的大地信息数据采集及应用已逐渐落地，新的技术完成落地势必引起对设备性能及作业效率的强烈需求，更加高效方便的外业采集是必然的发展趋势，这也使得小型无人机搭载高效率倾斜摄影系统的需求大幅增加，采用更大尺寸更高像素的全画幅传感器是提高整体作业效率的首选途径。而无人机的负载重量是影响续航能力的重要因素，由于小型无人机有限的载重以及狭小的挂载空间问题，使小型无人机倾斜摄影数据外业采集效率较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可以解决小型无人机有限的载重以及狭小的挂载空间问题并提高摄影数据外业采集效率的全画幅倾斜摄影系统及包括其的航拍无人机。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一方面，本实用新型提供一种全画幅倾斜摄影系统，用于无人机航拍，包括近椭圆体的外壳和嵌设在所述外壳上的五个数码相机，所述五个数码相机呈错落式分布且其镜头朝向五个不同方向。

进一步地，所述外壳包括底面和与所述底面相邻的四个侧面，所述底面、侧面之间的夹角互为钝角，所述五个数码相机分别安装在底面和四个侧面上，底面的数码相机的镜头的方向竖直向下，四个侧面的数码相机的镜头方向与底面的数码相机的镜头方向的夹角为锐角。

进一步地，所述四个侧面的数码相机的镜头方向与底面的数码相机的镜头方向的夹角为45°。

进一步地，所述四个侧面的数码相机的镜头安装在同一平面上，与底面的数码相机呈错落式分布。

进一步地，还包括设置在外壳内部并与外壳连接的主结构板，所述五个数码相机固定于所述主结构板上。为了进一步降低重量，所述主结构板作为连接框架的一部分，在保证强度的同时可以为镂空设计。

进一步地，所述外壳的顶面设有用于安装到无人机上的连接件，所述外壳的顶面还设置有防震球安装孔。

进一步地，还包括内置控制板，用于五个数码相机的统一控制。

进一步地，所述控制板上设置有用于安装GPS定位模块的GNSS全球定位模块的接口。

进一步地，所述外壳内设置有内部充电电池，所述外壳上设有与所述充电电池连接的外部供电接口；

和/或，所述外壳上设置有电源总开关及外部控制输入及GPS模块接口；

和/或，所述外壳上还设置有用于显示内部电量的显示器；

和/或，所述外壳内设置有HUB，所述外壳的一侧设置有USB接口，所述数码相机通过内置HUB与所述的USB接口连接，所述USB接口用于与PS端连接；

和/或，所述外壳设置有数据导出接口；

和/或，所述五个数码相机之间的拍摄互不干涉；

和/或，所述外壳内的结构为镂空设计。

另一方面，提供一种航拍无人机，连接有所述的全画幅倾斜摄影系统。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

(1)本实用新型的全画幅倾斜摄影系统包括五个朝向不同方向的数码相机，朝向包括竖向向下的、前、后、左、右侧朝下的五个朝向，从而完成全画幅拍摄，采用近椭圆体生物外壳设计，方便许多机腹空间狭窄机型进行安装，平衡了整机前后重量，以便无人机挂载时方便调整重心，整机还进行了轻量化设计，可以将整机重量控制在2KG附近，并且缩小体积，让全画幅五镜头倾斜摄影系统不再又大又重，使得整机可以配合3KG-5KG载重级别的小型无人机挂载，配合大型无人机时也可有效降低负载重量，提高续航能力。

(2)本实用新型产品涉及到一种小型全画幅倾斜摄影系统主要应用于航拍测绘，本实用新型可以有效提高小型无人机倾斜摄影数据外业采集效率，并解决小型无人机有限的载重以及狭小的挂载空间问题，并对全画幅五镜头倾斜摄影系统进行全新的设计与修改，作出了极大的减重设计及调整，对传感器(数码相机)布局进行了重新设计，大大缩小了整个产品的体积。

(3)本实用新型产品涉及到将五台数码相机进行物理减重，并按设计固定、放置。外壳(可以为碳纤维板)包裹，可以实现五镜头无延迟同步曝光，支持自动控制定时或定距触发拍照，外部信号控制拍照触发，具有GNSS全球定位系统，可自动记录曝光点位置信息及姿态信息，可连接PC，实现相机设置全界面化控制，照片数据一线导出、供电为内部自供电或者用飞行器动力电。两种方式可以选配，通用性强。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的全画幅倾斜摄影系统的一个实施例的立体结构示意图；

图2是图1的全画幅倾斜摄影系统的另一个侧面结构示意图；

图3是图1的全画幅倾斜摄影系统的顶面结构示意图；

图4是本实用新型的全画幅倾斜摄影系统的内部部分结构示意图；

图5是与一个数码相机连接的框架结构的部分结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种全画幅倾斜摄影系统的一个实施例，如图1至图5所示，用于无人机航拍，包括近椭圆体的外壳1和嵌设在外壳1上的五个数码相机2，五个数码相机2呈错落式分布且其镜头朝向五个不同方向，且五个数码相机之间的拍摄互不干涉。

本实用新型在使用时，将全画幅倾斜摄影系统安装在无人机上进行航空测绘，无人机的载重级别在3-5Kg之间，能够兼容绝大多数3-5Kg级别甚至更高载重级别的无人机上，本实用新型可采用下挂形式与无人飞行器进行对接挂载，整机外形采用近椭圆体不均，方便许多机腹空间狭窄机型进行安装，可以平衡整机前后重量，以便无人机挂载时方便调整重心，本实用新型的整机还进行了轻量化设计，将整机重量控制在2Kg附近，缩小体积，让全画幅五镜头倾斜摄影系统不再又大又重，使得整机可以配合3KG-5KG载重级别的小型无人机挂载，配合大型无人机时也可有效降低负载重量，提高续航能力。

本实用新型的数码相机为高性能传感器(可采用索尼A7RI I)，进行了物理减重，并按设计固定、放置，外壳采用3K碳纤维板，可以实现功能:五镜头无延迟同步曝光，支持自动控制定时或定距触发拍照，外部信号控制拍照触发，具有GNSS全球定位系统，可自动记录曝光点位置信息及姿态信息，可连接PC，实现相机设置全界面化控制，照片数据一线导出、供电为内部自供电或者用飞行器动力电。两种方式可以选配，通用性强。

本实用新型的单个数码相机采用64GB内存。提高了作业时长。为大面积测绘数据采集提供理论可行性。

本实用新型的全画幅倾斜摄影系统采用直列错落式布局。在保证五个传感器(数码相机)拍摄互不干涉的前提下使整体外形拉长，减小横向占用空间，形成一种近椭圆体的结构，提升了整体布局的紧凑性，减少了由于传感器自身尺寸大小导致的内部空间浪费。

进一步地，外壳1包括底面11和与底面11相邻的四个侧面12，底面11、侧面12之间的夹角互为钝角，五个数码相机2分别安装在底面11和四个侧面12上，底面11的数码相机的镜头的方向竖直向下，四个侧面12的数码相机的镜头方向与底面11的数码相机的镜头方向的夹角为锐角。底面的数码相机的镜头为下视0°，其它四个数码相机的镜头分别可以为前向45°、后向45°、左向45°、右向45°的夹角，其中侧面的数码相机的镜头的夹角可以略有差异，只要能够实现全画幅测绘工作。四个侧面之间及侧面与底面之间的连接为圆润的弧线，形成近椭圆体结构。本实用新型可以达到传统空三数据采集要求。由于传感器尺寸和分辨率均比APS-C五镜头倾斜摄影系统增加了近1倍，所以在无人机搭载作业过程中采集同面积同分辨率数据速度可比APS-C级别五镜头倾斜摄影系统高出1倍。

进一步地，四个侧面12的数码相机的镜头方向与底面11的数码相机的镜头方向的夹角为45°。

为了节约空间并实现全画幅测绘，四个侧面12的数码相机的镜头安装在同一平面上，与底面11的数码相机呈错落式分布且镜头拍摄之间可以互不干涉。

进一步地，还包括设置在外壳内部与外壳1连接的主结构板10，五个数码相机固定于主结构板10上，通过螺丝18与全画幅倾斜摄影系统外壳1连接。主结构板作为内部结构连接框架的一部分，在保证强度的情况下，可以为镂空设计，以进一步降低整机重量。

本实用新型的内部连接框架(包括主结构板)可以采用3K碳纤维板材进行拼插搭建，如图4、图5，利用M3丝孔加机米螺丝的方式对板材拼插部位进行锁止固定。

为了方便挂载到无人机上，外壳1的顶面设有用于安装到无人机上的连接件3，外壳1的顶面还设置有防震球安装孔18，优选有六个内置减震安装区域，六个区域平均分布于整个倾斜摄影系统顶部，每个区域提供六颗减震球安装孔，可自由选择安装数量，以针对不同减震需求调整。

进一步地，还包括内置控制板，用于五个数码相机的统一控制，控制板还可以设置多种控制曝光模式，增加了使用自由度，多种曝光模式为作业提供冗余控制方式，防止在发生外部控制信号出现问题的时候仍可正常作业，控制板还提供GNSS全球定位模块的接口，可外接GPS定位模块，可为照片提供完整的曝光位置及姿态信息，提升作业效率、数据更佳精准、用户体验度更高。

本实用新型的控制板使其具有自主曝光控制及曝光点位置、姿态记录功能。自主控制曝光分为定时及定距曝光两种模式，定时范围1S到60S，定距从1米至200米范围，连同曝光点位置、姿态信息导出均由PC端软件进行实现。此功能可让飞行器在飞控无法输出曝光控制信号以及无法记录曝光点位置及姿态信息时同样也能完成航测任务。

作为一种改进，外壳1内设置有内部充电电池，外壳1上设有与充电电池连接的外部供电接口17，外部供电接口可采用两针航空插口；充电电池可以为一节可重复使用银锌纽扣电池，为系统中的五个数码相机进行内部数据供电。其耗电量极小，且外部供电一接通便开始为其充电，可保证相机内部数据不会丢失。

进一步地，外壳1上设置有电源总开关及外部控制输入及GPS模块接口16，GPS模块接口可以采用七镇航空插口。

和/或，外壳1上还设置有用于显示内部电量的显示器；可显示外部供电状况及外接供电电池的剩余电量。

和/或，外壳1内设置有HUB，外壳1的一侧设置有USB接口14，数码相机通过内置HUB与的USB接口连接，USB接口用于与PS端连接；内置HUB可将五个传感器(数码相机)的储存内容一线导入电脑中。在数据采集完后能快速存入电脑中，提升高作业效率和用户体验度。也可使用PC电脑通过该接口对全画幅倾斜摄影系统进行设定及曝光点位置信息导出。

为了导出数据方便，外壳1上可以设置有数据导出接口13；所有相机数据通过该接口统一导出。

为了尽可能降低整机负载重量，外壳1内的结构为镂空设计。

为了减少受飞控兼容性的影响同样能完成测绘工作，数码相机2可以为由PC端控制的具有定时拍照功能的数码相机，使本实用新型具有延时拍照功能。定时范围可以为1S到60S，由PC端软件设定拍照间隔时间。

上述实施例中，本实用新型的主要结构及外壳材料采用的3K纯碳纤维板，并为内部结构进行了镂空的设计。可以在保证强度的前提下减少三相机倾斜的整体重量的重量低于2.3Kg。

另一方面，提供一种航拍无人机，连接有的全画幅倾斜摄影系统。

本实用新型采用下挂形式与无人飞行器进行对接挂载，相机倾斜系统外形采用近椭圆形布局，方便许多机腹空间狭窄机型进行安装，平衡了相机倾斜系统前后重量，以便无人机挂载时方便调整重心，相机倾斜系统还进行了轻量化设计，将相机倾斜系统重量控制在2KG附近，并且缩小体积，让全画幅五镜头倾斜摄影系统不再又大又重，使得整机可以配合3KG-5KG载重级别的小型无人机挂载，配合大型无人机时也可有效降低负载重量，提高续航能力。

本实用新型使用方法为：

1、检查供电电量情况。(外部供电电量显示不低于80％即为正常，单独连接外挂电池时剩余电量不低于30％可正常工作，30％建议连接外部供电使用)。

2、将新型全画幅五相机倾斜放置固定到飞行下部，注意无人机起落架等结构在飞行中不会阻挡镜头拍摄。

3、将拍照控制线与飞控拍照线连接。

4、将飞行器外挂电池与数码相机接口相连，外部供电接口与外挂电池插口分线插头(型号为XT60)的接口连接。外挂电池可以为相机的充电电池充电或者直接为相机供电。

5、打开五相机倾斜系统主电源开关，通过USB线连接PC设定软件，设定好工作模式，待GPS星数达到作业要求即可开始正常作业。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。