本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，國際地理信息領(lǐng)域?qū)鹘y(tǒng)航空攝影技術(shù)和數(shù)字地面采集技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)展了一種稱為機(jī)載多角度傾斜攝影的高新技術(shù)，簡稱傾斜攝影技術(shù)。傾斜攝影技術(shù)通過在同一飛行平臺上搭載多臺或多種傳感器，同時從多個角度采集地面影像，從而克服了傳統(tǒng)航空攝影技術(shù)只能從垂直角度進(jìn)行拍攝的局限性，能夠更加真實(shí)地反映地物的實(shí)際情況，彌補(bǔ)了正射影像的不足，通過整合pos,dsm及矢量等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)基于影像密集匹配的三維建模技術(shù)。

現(xiàn)有的傾斜拍攝裝置多為五相機(jī)拍攝，將相機(jī)固定在無人機(jī)上，無人機(jī)起飛后，相機(jī)能穩(wěn)定獲取地面數(shù)據(jù)。這種相機(jī)能夠獲取多角度的拍攝數(shù)據(jù)，但是這種裝置由于要搭載5個相機(jī)，整體重量較大，導(dǎo)致無人機(jī)續(xù)航能力受到嚴(yán)重制約，其次，由于相機(jī)角度不能調(diào)整，拍攝范圍有限，飛行路徑較密，整體工作效率較低。

中國專利(cn104880177a)公開了一種多角度無人航測系統(tǒng)，所述多角度無人航測系統(tǒng)設(shè)置有六旋翼無人機(jī)，所述六旋翼無人機(jī)上面搭載有五個鏡頭組成的多視角傾斜相機(jī)；所述多視角傾斜相機(jī)包括：攝影單元、控制單元和掛載單元；所述六旋翼無人機(jī)包括：無人機(jī)飛行平臺系統(tǒng)、gps導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、遙感攝影系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)。該裝置利用5個相機(jī)分別進(jìn)行拍攝，存在上述的較多缺點(diǎn)。

經(jīng)過進(jìn)一步檢索，發(fā)現(xiàn)兩相機(jī)傾斜攝影相關(guān)專利(cn105292509a)，該專利公開了一種無人機(jī)雙相機(jī)多角度拍攝支撐裝置，包括框架、控制裝置、電機(jī)、舵機(jī)、支撐軸、轉(zhuǎn)架、限位件、插銷，所述轉(zhuǎn)架的兩端分別與框架的兩個短邊件鉸鏈，舵機(jī)固定在轉(zhuǎn)架的一端，且舵機(jī)下部通過支撐軸與框架固定連接，插銷穿過框架、支撐軸，使支撐軸在框架上定位，雙相機(jī)固定在框架內(nèi)，轉(zhuǎn)架頂部固定在無人機(jī)底部，所述控制裝置連接電機(jī)，電機(jī)連接舵機(jī)，所述限位件固定在框架的一個短邊件上，且位于舵機(jī)的兩側(cè)，所述控制裝置控制電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動舵機(jī)，使舵機(jī)帶動轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)，從而使雙相機(jī)在框架上實(shí)現(xiàn)多角度拍攝；當(dāng)轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)時，通過限位件能確定轉(zhuǎn)架的旋轉(zhuǎn)角度。

該支架采用兩相機(jī)進(jìn)行拍攝，通過控制裝置控制相機(jī)之間的角度，實(shí)現(xiàn)拍攝角度的改變，但是其單方向轉(zhuǎn)動的拍攝范圍有限，重復(fù)率較低，數(shù)據(jù)采集不全，后期三維建模時難以獲得完整三維圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中五相機(jī)攝影裝置重量大、續(xù)航時間短的不足，提供了一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置及系統(tǒng)，本發(fā)明采用雙相機(jī)大大減輕了攝影裝置重量，提高了續(xù)航能力，而且能夠?qū)崿F(xiàn)較高的拍攝重復(fù)率，保證了三維建模的準(zhǔn)確性。

2.技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置，包括：

航拍云臺，該航拍云臺連接有航測單元，并能夠驅(qū)動航測單元在豎直面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；

航測單元，該航測單元中心對稱設(shè)置有支撐板和相機(jī)，所述相機(jī)安裝在支撐板外端，兩個相機(jī)之間的拍攝夾角為35～70°。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述航拍云臺包括通過中間載體相連的第一舵機(jī)和第二舵機(jī)，所述第二舵機(jī)轉(zhuǎn)動軸與航測單元相連。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一舵機(jī)用于驅(qū)動中間載體和第二舵機(jī)在水平面內(nèi)360°轉(zhuǎn)動；第二舵機(jī)用于控制航測單元在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第二舵機(jī)控制航測單元有兩種拍攝姿態(tài)，第一種姿態(tài)時，兩個相機(jī)的傾斜角度相同；第二舵機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后呈現(xiàn)第二種姿態(tài)，其中一個相機(jī)位于豎直拍攝位置。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一舵機(jī)轉(zhuǎn)軸每次旋轉(zhuǎn)90°。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述航測單元中兩個相機(jī)之間的拍攝夾角為60°。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述航測單元中支撐板之間的夾角為120°，相機(jī)拍攝方向與支撐板垂直。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述相機(jī)上安裝有廣角鏡頭。

作為本發(fā)明更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一舵機(jī)安裝在航拍載體上，該航拍載體用于連接飛行器。

本發(fā)明的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)，包括無人機(jī)，在無人機(jī)上安裝有上述的多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置，航測單元上中心對稱設(shè)置有兩個相機(jī)，兩個相機(jī)之間形成一定夾角，并利用航拍云臺控制航測單元在豎直平面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，可實(shí)現(xiàn)多角度傾斜攝影，相對于傳統(tǒng)裝置拍攝范圍更廣，并達(dá)到較高的重復(fù)率，有助于后續(xù)建模準(zhǔn)確性的提高；

(2)本發(fā)明的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置，第二舵機(jī)控制航測單元有兩種拍攝姿態(tài)，配合使第一舵機(jī)每次轉(zhuǎn)軸每次旋轉(zhuǎn)90°，則第一種姿態(tài)時，兩個相機(jī)的傾斜角度相同，可拍攝4個角度影像；第二舵機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后呈現(xiàn)第二種姿態(tài)，其中一個相機(jī)位于豎直拍攝位置，在4個方位可拍攝5個角度影像，因此可實(shí)現(xiàn)9角度拍攝，拍攝信息更完善；

(3)本發(fā)明的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置，設(shè)置兩個相機(jī)之間的拍攝夾角為60°，在該角度內(nèi)既能滿足重復(fù)率要求，又不會導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)重復(fù)而增加存儲負(fù)擔(dān)；使其拍攝方向與支撐板垂直，結(jié)構(gòu)輕巧，相機(jī)之間不會相互影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，原理簡單，便于推廣使用。

附圖說明

圖1為多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為第一種姿態(tài)下相機(jī)位置示意圖；

圖3為第二種姿態(tài)下相機(jī)位置示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：1、航拍載體；2、第一舵機(jī)；31、中間載體；32、第二舵機(jī)；4、航測單元；41、支撐板；42、相機(jī)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1，本實(shí)施例的一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影裝置，主要由航拍云臺和航測單元組成，本實(shí)施例中航測單元4中心對稱設(shè)置有支撐板41和相機(jī)42，相機(jī)42安裝在支撐板41外端，兩個相機(jī)42之間的拍攝夾角為35～70°。

支撐板41一端與舵機(jī)相連，另一端安裝相機(jī)42，即支撐板41外端與相機(jī)42相連。支撐板41主要是用于連接相機(jī)，不局限于板狀，可以為塊狀或桿狀，本實(shí)施優(yōu)選為板狀。

所安裝相機(jī)42用于采集數(shù)據(jù)，所采集數(shù)據(jù)用于三維建模，因此，需要對拍攝對象進(jìn)行連續(xù)拍攝，并有一定重復(fù)率，以便能夠完整展現(xiàn)拍攝信息。為了達(dá)到該目的，需要航測單元4具有較多的拍攝角度，本實(shí)施例限制兩個相機(jī)42之間的拍攝夾角為35～70°，根據(jù)使用時拍攝高度以及拍攝對象特點(diǎn)，可進(jìn)行具體限制，本實(shí)施例限定為50°。

本實(shí)施例的航拍云臺連接航測單元4，并能夠驅(qū)動航測單元4在豎直面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。由于在一個姿態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)兩個角度的拍攝，當(dāng)其水平旋轉(zhuǎn)90°后，能夠?qū)崿F(xiàn)4個角度拍攝；如果控制其在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，則可實(shí)現(xiàn)更多的角度拍攝。

具體使用時，把其搭載在飛行裝置上，控制拍攝間隔，并同時用航拍云臺控制航測單元4不斷的在豎直面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，則可實(shí)現(xiàn)多角度的連續(xù)拍攝，合理設(shè)置飛行速度和飛行高度，一次飛行便能夠?qū)崿F(xiàn)對整個區(qū)域的數(shù)據(jù)采集。

由于該裝置只采用了兩個相機(jī)，其重量相對于傳統(tǒng)的五相機(jī)拍攝裝置重量大大減輕，重量不足其1/2，搭載在同樣的飛行裝置上時，工作時間超過其4倍以上，續(xù)航能力顯著增強(qiáng)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的改進(jìn)點(diǎn)在于：航拍云臺包括通過中間載體31相連的第一舵機(jī)2和第二舵機(jī)32，第二舵機(jī)32轉(zhuǎn)動軸與航測單元4相連。

第一舵機(jī)2可以豎直安裝，其轉(zhuǎn)動軸能夠在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，中間載體31的上端與第一舵機(jī)2的轉(zhuǎn)動軸連接，其下端安裝第二舵機(jī)32，用于控制第二舵機(jī)32在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

第一舵機(jī)2的轉(zhuǎn)動只能使相機(jī)從不同的方位進(jìn)行拍照，傾斜角度并沒有發(fā)生變化，第二舵機(jī)32可控制航測單元4在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，使相機(jī)位于豎直方向拍攝，也可處于其他角度拍攝。第二舵機(jī)32轉(zhuǎn)動一個位置后，可實(shí)現(xiàn)兩個角度的拍攝。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的改進(jìn)點(diǎn)在于：第一舵機(jī)2用于驅(qū)動中間載體31和第二舵機(jī)32在水平面內(nèi)360°轉(zhuǎn)動，控制其每次轉(zhuǎn)動90°，則能夠從4個方位對目標(biāo)對象進(jìn)行拍攝數(shù)據(jù)采集。

第二舵機(jī)32控制航測單元4有兩種拍攝姿態(tài)，第一種姿態(tài)時，兩個相機(jī)42的傾斜角度相同，如圖2所示，限定航測單元4中兩個相機(jī)42之間的拍攝夾角為60°，則兩個相機(jī)42拍攝方向與豎直方向之間的夾角為30°。

第二舵機(jī)32的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后呈現(xiàn)第二種姿態(tài)，如圖3所示，其中一個相機(jī)42位于豎直拍攝位置，則另一個相機(jī)與豎直方向間的夾角為60°。

在第一種姿態(tài)時，第一舵機(jī)2轉(zhuǎn)軸每次旋轉(zhuǎn)90°，則能夠?qū)崿F(xiàn)4個角度的拍攝；在第二種姿態(tài)時，第一舵機(jī)2轉(zhuǎn)軸每次旋轉(zhuǎn)0°，4個方位共有8個拍攝角度，由于由4個拍攝角度都處于豎直狀態(tài)，相重合，可記為1個拍攝角度，能夠?qū)崿F(xiàn)5個角度的拍攝，因此，本裝置能夠?qū)崿F(xiàn)9個角度的傾斜拍攝。

由于拍攝角度度的增加，其信息采集更加全面、準(zhǔn)確，相對于五相機(jī)拍攝裝置具有更廣的拍攝范圍，便于后期處理加工。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的改進(jìn)點(diǎn)在于：航測單元4中支撐板41之間的夾角為120°，相機(jī)42拍攝方向與支撐板41垂直。

支撐板41結(jié)構(gòu)輕巧，在該結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，更易于調(diào)整舵機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角度，能夠清晰的觀測到裝置的拍攝狀態(tài)。支撐板41能夠使相機(jī)與舵機(jī)之間有足夠的距離，避免兩個相機(jī)之間相互影響。

本實(shí)施例中相機(jī)42上安裝有廣角鏡頭，其拍攝視野大，有助于工作效率的提高。第一舵機(jī)2安裝在航拍載體1上，該航拍載體1用于連接飛行器。還可在航拍載體1內(nèi)設(shè)置控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)可根據(jù)具體需要進(jìn)行設(shè)定，附圖中只是示意說明，不代表實(shí)際結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供了一種多角度雙相機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)，包括無人機(jī)，該無人機(jī)可以是固定翼無人機(jī)或多旋翼無人機(jī)，本實(shí)施例優(yōu)選多旋翼無人機(jī)，對無人機(jī)飛行路徑進(jìn)行設(shè)定，使其按照規(guī)定路徑飛行，在無人機(jī)上安裝上述多角度雙相機(jī)傾斜攝影系統(tǒng)，則可利用該裝置進(jìn)行目標(biāo)對象的拍攝。

以上示意性的對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。