一种无人机载多视角航空照相机系统的制作方法

本发明属于光电仪器技术领域，具体指一种无人机载多视角航空照相机系统。

背景技术：
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基于城市真实坐标的实景三维模型是建立三维地理信息系统的基础数据。航空多视角相机，或者称为“倾斜相机”，是获取实景三维模型的主要技术手段，一般是采用多个航空相机，根据一定的角度组成相机阵列，可以在一次飞行的同时获取不同方向的高分辨率影像，进而反演出地面目标的三维模型。然而，航空多视角相机存在设备昂贵、飞行成本高昂、飞行计划难于批准等问题。无人机，包括无人旋翼机和无人固定翼飞机，操作灵活方便，特别适合于针对面积为数平方公里的区域使用。但是无人机载重能力差，一般只有2Kg左右，无法支持多台相机组成的阵列，限制了无人机载多视角相机的发展。

技术实现要素：
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本发明提供了一种无人机载多视角航空照相机系统，通过一台相机实现多视角相机的功能，从而达到轻量化的效果，能够挂载于无人机平台。

本发明的技术方案如下：

一种无人机载多视角航空照相机系统，其特点在于，包括：具有相机窗口的壳体，以及设置在该壳体内的步进电机、步进电机驱动模块、相机、相机托架、轴承、定位杆、多个位置传感器、GPS模块和控制模块；

所述的步进电机、相机托架、轴承和定位杆同轴安装，使步进电机带动相机托架往复摆动；

所述的相机固定在所述的相机托架内，且相机的镜头与所述的相机窗口的位置相对应；

所述的定位杆经由所述的步进电机带动，穿过所述的位置传感器；

所述的控制模块分别与所述的步进电机驱动模块、相机、位置传感器和GPS模块相连，所述的步进电机驱动模块与所述的步进电机相连。

所述的无人机是无人旋翼机或无人固定翼飞机。

所述的位置传感器根据扫描角度和拍摄间隔分角度地固定在在所述的壳体内。

本发明的工作原理如下：

用一台相机通过摆动，在多个角度进行控制曝光，从而替代多台相机，实现了轻量化和低成本。相机安装在相机托架上，步进电机、相机托架和轴承同轴安装，步进电机由步进电机驱动器驱动，带动相机托架进行往复摆动，定位杆随电机同步摆动，触发位置传感器，通过控制模块触发相机曝光，相机在曝光同时触发GPS模块记录当前GPS位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过一台相机实现多视角航空相机的功能，从而实现轻量化，能够搭载于无人机平台；

(2)结构简单，稳定性高，降低了系统成本。

附图说明：

图1是本发明一种无人机载多视角航空照相机系统的结构示意图。

图2是本发明中位置传感器的安装示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做详细的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，图1是本发明一种无人机载多视角航空照相机系统的结构示意图，包括：外壳1、相机窗口2、步进电机3、步进电机驱动器模块4、相机5、相机托架6、轴承7、定位杆8、位置传感器9、GPS模块10以及控制模块11。

其中相机5采用SONY A7R微单相机，具有3600万有效像素，并具有外触发功能和曝光输出功能，机身重量为407g。相机通过底部安装螺钉固定在相机托架6上。步进电机3、相机托架6、轴承7同轴安装。步进电机3采用日本信浓公司SST43D1125，重量220g，电压2.3V，电流1.7A。步进电机电机驱动模块4采用HDB ASD422R。

如图2所示，位置传感器9采用槽式光耦，型号为欧姆龙EE-SX671A。本实施例中，位置传感器9共5个，安装在不同的角度，提供开关量输出。定位杆8随相机托架6固定安装，当步进电机3带动相机托架6及相机5转动的时候，带动定位杆8随之转动，当定位杆8穿过位置传感器9的时候，位置传感器9输出一个开关信号。

控制模块11负责整个系统的时序控制。具体输出信号给步进电机驱动模块4，控制电机运行；同时接收来自位置传感器9的开关信号，并输出给相机5曝光信号；相机5曝光的同时曝光输出信号，并经过控制模块11调理后输出给GPS模块10，由GPS模块10记录曝光时刻的位置信息。GPS模块采用DJI A2飞控系统。

当步进电机3从左向右摆动时，定位杆8每经过位置传感器9的一个位置，控制模块11控制相机5进行一次曝光；之后步进电机3带动相机5从右向左摆动，此时相机5不进行曝光，相机5进行数据的存储，从右向左摆动复位时，步进电机3以较快速度转动，位置传感器9起到定位作用。

所有部件安装在外壳1之上。外壳采用塑料材质进行轻量化设计，并留有相机窗口2。

本发明总重量约为1.3Kg，可以满足无人机的载重要求。