轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及航空摄影测量设备【技术领域】，特别是轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，包括机身和设置于机身上的摄像系统，摄像系统包括数码相机，数码相机包括主视数码相机和辅助数码相机，辅助数码相机包括有两个，沿机身的飞行方向，主视数码相机与辅助数码相机于同一直线上排列设置，均设置于主视数码相机靠近机身的机尾一侧；主视数码相机包括用于采集图形信息的主视数码相机摄像头，辅助数码相机包括用于采集图形信息的辅助数码相机摄像头；沿垂直于机身的飞行方向，辅助数码相机摄像头分设于主视数码相机摄像头的两侧，辅助数码相机摄像头与主视数码相机摄像头之间分别成45°的夹角。本发明所述系统，提高了数字城市三维建模的工作效率。
【专利说明】轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空摄影测量设备【技术领域】，更具体地说，特别涉及轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统。
【背景技术】
[0002]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，但此类仪器重量在50公斤以上，体积在I立方米左右，对于数字社区、智慧社区等小面积的测图以及快速三维建模，由于大飞机启动复杂、空域限制、作业周期较长，成本较大，难以满足生产需要。
[0003]而轻小型无人机具有机动灵活、分辨率高、低成本、操作简单、不需要专业的飞机跑道等优势。但是，由于小型无人机所安装的摄像系统仅包括有一个铅垂方向上的数码相机摄像头，只能采集建筑物等的顶面图像信息，数字城市三维建模时，建筑物的侧纹文理需要人工采集，采集周期长、困难大，工作效率较低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种立体成像的方法以及一种用于立体成像的装置，以解决上述的问题。
[0005]本发明提供了轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，包括机身和设置于所述机身上的摄像系统，所述摄像系统包括有数码相机，所述数码相机包括有主视数码相机和辅助数码相机，所述辅助数码相机包括有两个，沿所述机身的飞行方向，所述主视数码相机与所述辅助数码相机于同一直线上排列设置，均设置于所述主视数码相机靠近所述机身的机尾一侧；所述主视数码相机包括有用于采集图形信息的主视数码相机摄像头，所述辅助数码相机包括有用于采集图形信息的辅助数码相机摄像头；沿垂直于所述机身的飞行方向，所述辅助数码相机摄像头分设于所述主视数码相机摄像头的两侧，所述辅助数码相机摄像头与所述主视数码相机摄像头之间分别成45°的夹角。
[0006]在本发明中，特别提供有两种数码相机其分别为主视数码相机和辅助数码相机。主视数码相机在设置时，其用于进行拍照的摄像头采用垂直地面的设置方式，其能够对以无人机为中心点的区域内进行拍摄，获取摄区的正射影像。为了采集建筑物的侧面纹理，本发明还提供了辅助数码相机，沿所述机身的飞行方向，所述辅助数码相机与所述主视数码相机于同一直线上排列设置，都在所述主视数码相机的靠近机尾一侧，述辅助数码相机摄像头分设于所述主视数码相机摄像头的两侧，所述辅助数码相机摄像头与所述主视数码相机摄像头之间分别成45°的夹角。
[0007]如此设置，由于数码相机摄像头倾角，能够对建筑物侧面进行拍摄，从而获取建筑物侧面纹理，减少了人工建筑物纹理采集工作，从而提高了数字城市三维建模的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明一种实施例中摄像系统的结构示意图；[0009]图1中部件名称与附图标记的对应关系为:
[0010]主视数码相机I ;安装架2。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]请参考图1，图1为本发明一种实施例中摄像系统的结构示意图。
[0013]本发明提供了轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，用于进行数字社区、智慧社区等小面积的测图以及快速三维建模。
[0014]在现有技术中，无人机航摄系统包括有机身和设置于机身上用于进行拍摄的摄像系统。摄像系统主要包括有数码相机，数码相机在无人机的控制系统下能够对地面景象进行拍摄。
[0015]基于上述结构设计，在本发明提供的轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统中，数码相机包括有主视数码相机I和辅助数码相机，辅助数码相机包括有两个，沿机身的飞行方向，主视数码相机I与辅助数码相机于同一直线上排列设置，都在主视数码相机I的靠近机尾一侧；辅助数码相机包括有用于采集图形信息的辅助数码相机摄像头，主视数码相机I包括有用于采集图形信息的主视数码相机I摄像头；沿垂直于机身的飞行方向，辅助数码相机摄像头分设于主视数码相机I摄像头的两侧，辅助数码相机摄像头与主视数码相机I摄像头之间具有45°的夹角。
[0016]本发明的一个具体实施例:
[0017]辅助数码相机包括有两个，主视数码相机I包括有一个。主视数码相机I的摄像头采用垂直机身(在飞行状态下正对地面)的方式设置。沿无人机的工作飞行方向，两个辅助数码相机和主视数码相机I位于同一直线上。同时，两个辅助数码相机的其中一个采用摄像头向左偏移45°的方式设置，另一个辅助数码相机的摄像头则向右偏移45°的方式设置。两个辅助数码相机的偏移角度相同，能够提高图像采集的对称性，从而便于图像的后期处理。
[0018]在对地面景象进行摄像时，由于数码相机I摄像头是沿着铅垂方向的，只能采集到地面景物的顶部图像信息，数字城市三维建模时所需要的侧面纹理需要人工采集，这样不仅需要投入大量的人力物力，大大增加数字城市三维建模的成本，同时，由于采集困难，周期长，也严重影响了数字城市三维建模的效率。
[0019]而在本发明中，特别提供有两种数码相机I其分别为主视数码相机I和辅助数码相机。主视数码相机I在设置时，其用于进行拍照的摄像头采用垂直地面的设置方式，其能够对以无人机为中心点的区域内进行拍摄，获取摄区的正射影像。本发明还提供了辅助数码相机，辅助数码相机沿垂直于机身的飞行方向，辅助数码相机摄像头分设于主视数码相机I摄像头的两侧，辅助数码相机摄像头分设于主视数码相机I摄像头之间具有45°的夹角。如此设置，能够在正射影像拍摄的同时获取建筑物的侧面纹理，避免人工建筑物侧面纹理采集的人力物力投入，降低了数字城市三维建模的成本，缩短了三维建模的周期，提高工作效率。
[0020]在此需要说明的是:机身的飞行方向具体指无人机工作时，其飞行前进的方向。
[0021]具体地，在本发明的一个实施方式中，轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统还包括用于安装摄像系统的安装架2，安装架2包括有三个用于固定数码相机I的构架单元。安装架2采用框架结构设计，其不仅能够保证安装数码相机I时所要求的结构强度，同时，还具有结构简单的优点，便于数码相机I的安装与拆卸，以及降低整个无人机的整体质量，最大程度的延长无人机的续航时间。
[0022]安装架2包括有三个构架单元，一个构架单元用于安装一个数码相机I (主视数码相机I或者辅助数码相机)。
[0023]例如，用于安装主视数码相机I的构架单元，其包括有构架主体和支撑板，支撑板设置于构架主体上，支撑板采用水平设置。当主视数码相机I抵接于支撑板上后，能够保证主视数码相机I的摄像头正对地面。
[0024]具体地，在本发明的一个【具体实施方式】中，安装架2为铝合金安装架2。
[0025]在本发明的另一个【具体实施方式】中，安装架2还可以为钢架。
[0026]基于上述实施例，安装架2的表面为通过封闭氧化处理的氧化层，氧化层能够呈现为黑色。
[0027]为了提高安装架2的结构强度，在本实施例中，安装架2为一体式结构设计。
[0028]具体地，数码相机I通过螺钉与构架单元可拆卸连接。
[0029]本发明的一个实施方式中，轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统还包括有无人机控制系统，无人机控制系统包括有用于主视数码相机I以及辅助数码相机联动摄像并可发出曝光脉冲的控制器，控制器与主视数码相机I以及辅助数码相机信号连接。采用上述的快门联动技术使得主视数码相机I以及辅助数码相机同时曝光，能够保证主视数码相机I以及辅助数码相机采集的图像的同时性。
[0030]具体地，安装架2与机身通过螺栓可拆卸连接。
[0031]本发明提供的改进重点在于:基于轻小型无人机平台，对航空数码相机进行结构设计。同时采用快门联动技术实现三相机同步曝光。可用于获取三视立体影像，实现测图、纹理采集与三维建模的一体化，极大提高城镇三维建模的效率。成果可用于数字城镇建设，服务城镇规划、资源调查、灾害监测等，可提升城镇信息化管理水平，提高政府公共服务能力。
[0032]以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.轻小型无人机机载多视立体航空遥感系统，包括机身和设置于所述机身上的摄像系统，所述摄像系统包括有数码相机，其特征在于， 所述数码相机包括有主视数码相机和辅助数码相机，所述辅助数码相机包括有两个，沿所述机身的飞行方向，所述主视数码相机与所述辅助数码相机于同一直线上排列设置，均设置于所述主视数码相机靠近所述机身的机尾一侧； 所述主视数码相机包括有用于采集图形信息的主视数码相机摄像头，所述辅助数码相机包括有用于采集图形信息的辅助数码相机摄像头； 沿垂直于所述机身的飞行方向，所述辅助数码相机摄像头分设于所述主视数码相机摄像头两侧，所述辅助数码相机摄像头与所述主视数码相机摄像头之间分别成45°的夹角。
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系统，其特征在于，还包括用于安装所述摄像系统的安装架，所述安装架包括有三个用于固定所述数码相机的构架单元。
3.根据权利要求2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，所述安装架为铝合金安装架。
4.根据权利要求3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，所述安装架的表面为通过封闭氧化处理的氧化层。
5.根据权利要求4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，所述数码相机包括有一个主视数码相机和两个辅助数码相机；所述构架单元包括有三个。
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，所述安装架为一体式结构设计。
7.根据权利要求6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，所述数码相机通过螺钉与所述构架单元可拆卸连接。
8.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系统，其特征在于，还包括有无人机控制系统，所述无人机控制系统包括可发出曝光脉冲并用于所述主视数码相机以及所述辅助数码相机联动摄像的控制器，所述控制器与所述主视数码相机以及所述辅助数码相机信号连接。
9.根据权利要求2至7任一项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，所述安装架与所述机身通过螺栓可拆卸连接。
【文档编号】G01C11/00GK103438867SQ201310404613
【公开日】2013年12月11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, 陈海燕, 刘飞, 任亚锋 申请人:中测新图(北京)遥感技术有限责任公司