本發(fā)明涉及一種用于航空器的單鏡頭單軸傾斜攝影裝置。

背景技術(shù)：

隨著航空飛行技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，越來越多的用戶開始使用航空器作為航空攝影的載體。航空器能在大氣層內(nèi)進(jìn)行可控飛行，通過在飛行平臺(tái)內(nèi)搭載攝像設(shè)備進(jìn)行高空攝影。通常一臺(tái)攝像設(shè)備只能從一個(gè)方向上進(jìn)行拍攝，在需要從垂直、傾斜等不同方向上采集影像材料時(shí)，簡單的一臺(tái)攝像設(shè)備便不能圓滿完成任務(wù)。

傾斜攝影技術(shù)是國際測(cè)繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，它顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，能夠從垂直、傾斜等五個(gè)不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實(shí)直觀世界。

目前使用的主要方法是在航空攝影裝置內(nèi)安裝多個(gè)內(nèi)置相機(jī)，通過不同角度的擺放，實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度拍攝，以獲取地面的全景圖象。為了減少整機(jī)重量和成本，通常采用轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)置相機(jī)實(shí)現(xiàn)多角度拍攝，以減少內(nèi)置相機(jī)數(shù)量。

上述技術(shù)方案的主要缺陷有：

1、在航空器內(nèi)安裝多個(gè)相機(jī)，為實(shí)現(xiàn)完整角度的拍攝，通常需要向下、前、后、左、右五個(gè)方向拍攝的相機(jī)，就需要在一臺(tái)航空器上安裝五個(gè)內(nèi)置相機(jī)，而且拍攝到的角度有限。由于相機(jī)的體積和重量較大，航空器能夠搭載設(shè)備的重量也有一定的限制。而且航空器重量增加，為維持航空器的平衡和穩(wěn)定性，需要消耗更多的能量，不利于航空器的飛行。

2、采用轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)置相機(jī)實(shí)現(xiàn)多角度拍攝，由于內(nèi)置相機(jī)自身的體積和重量較大，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起整機(jī)震動(dòng)也較大，同時(shí)也增加了電量的消耗，不利于航空攝影。

3、相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)周期長，在一定重疊率要求下，拍攝效率和質(zhì)量會(huì)下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種用于航空器的單鏡頭單軸傾斜攝影裝置，其內(nèi)置一臺(tái)相機(jī)且攝影角度自動(dòng)切換，便于操作同時(shí)有效地減輕航空傾斜攝影裝置的重量，更加適應(yīng)于航空攝影。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于航空器的單鏡頭單軸傾斜攝影裝置，其包括：鏡片機(jī)構(gòu)、支撐機(jī)構(gòu)、相機(jī)；

鏡片機(jī)構(gòu)包括反光鏡、反光鏡支架和第一動(dòng)力部件，反光鏡和第一動(dòng)力部件安裝在反光鏡支架上，反光鏡與第一動(dòng)力部件的輸出軸連接；

支撐機(jī)構(gòu)包括第二動(dòng)力部件和連接件，第二動(dòng)力部件的輸出軸和連接件固定連接；

相機(jī)設(shè)置于鏡片機(jī)構(gòu)的后方，反光鏡設(shè)置于相機(jī)的光軸上；

相機(jī)和鏡片機(jī)構(gòu)分別固定連接于連接件的兩端，支撐機(jī)構(gòu)連接在航空器上；通過第一動(dòng)力部件帶動(dòng)反光鏡做俯仰運(yùn)動(dòng)；第二動(dòng)力部件帶動(dòng)連接件擺動(dòng)，連接件帶動(dòng)反光鏡和相機(jī)擺動(dòng)；從而改變相機(jī)的拍攝方向。

本發(fā)明中，通過在相機(jī)前端增加一鏡片機(jī)構(gòu)，反光鏡做俯仰運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相機(jī)向正下、向前下、向后下方向的拍攝，反光鏡的俯仰運(yùn)動(dòng)通過第一動(dòng)力部件帶動(dòng)。

本發(fā)明中，通過支撐機(jī)構(gòu)支撐和連接相機(jī)與反光鏡，相機(jī)與反光鏡同時(shí)隨著支撐機(jī)構(gòu)在水平方向上擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)向左下、向右下方向的拍攝，支撐機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)通過第二動(dòng)力部件帶動(dòng)。

本發(fā)明通過增加反光鏡、反光鏡支架、第一動(dòng)力部件、第二動(dòng)力部件、連接件等簡單的設(shè)備，采用一個(gè)相機(jī)即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同角度的拍攝，拍攝角度多樣，設(shè)備重量輕，其電氣連接無需運(yùn)動(dòng)，失效風(fēng)險(xiǎn)小，可靠性高，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)震動(dòng)小，對(duì)整機(jī)的拍攝效果影響小。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，連接件為中間平直，兩端向下彎曲的桿，第二動(dòng)力部件的輸出軸連接在連接件中間平直位置。連接件為支撐機(jī)構(gòu)中主要的支撐部件，為避免遮擋相機(jī)和反光鏡的視線影響拍攝，連接件位于相機(jī)和反光鏡的上端并且與航空器連接，連接件為一具有一定剛度和強(qiáng)度的桿，用來支撐相機(jī)和反光鏡，維持相機(jī)和反光鏡在高空位置處的穩(wěn)定和正常工作。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，相機(jī)為臥式相機(jī)。相機(jī)橫向放置，反光鏡在相機(jī)攝像頭的前端，相機(jī)攝像頭的光軸投射到反光鏡上，通過調(diào)節(jié)反光鏡的角度實(shí)現(xiàn)相機(jī)不同角度上的景象拍攝。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，相機(jī)數(shù)目為一臺(tái)，相機(jī)與連接件固定連接。連接件中間處連接于航空器上，兩端的一端連接相機(jī)，起到支撐和穩(wěn)固相機(jī)的作用。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡數(shù)目為一個(gè)，反光鏡的角度通過第一動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)可切換。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡支架為弧形桿，反光鏡支架一端與反光鏡活動(dòng)連接，反光鏡支架另一端與第一動(dòng)力部件固定連接，反光鏡支架中間位置處與連接件固定連接。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡一端與第一動(dòng)力部件的輸出軸固定連接，反光鏡的另一端可擺動(dòng)地安裝在反光鏡支架上。拍攝過程中反光鏡需要轉(zhuǎn)換不同的角度，就需要?jiǎng)恿Σ考M(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此反光鏡的一端與第一動(dòng)力部件的輸出軸固定連接，反光鏡隨著輸出軸的運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，同時(shí)另一端需要保持能自由活動(dòng)，因此另一端可擺動(dòng)地安裝在反光鏡支架上。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，第一動(dòng)力部件的輸出軸與第二動(dòng)力部件的輸出軸互相垂直?？臻g位置為一三維結(jié)構(gòu)，反光鏡通過兩個(gè)相互垂直方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)三維空間中任意角度的投射。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡支架平面與相機(jī)的光軸的角度呈0°-90°，反光鏡支架為水平或傾斜設(shè)置，只需滿足反光鏡的鏡面在相機(jī)的光軸上即可實(shí)現(xiàn)拍攝。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，相機(jī)和鏡片機(jī)構(gòu)均與支撐機(jī)構(gòu)連接，支撐機(jī)構(gòu)連接航空器。支撐機(jī)構(gòu)與相片和鏡片機(jī)構(gòu)均固定連接，將與相片和鏡片機(jī)構(gòu)作為一個(gè)整體連接于航空器上，航空器搭載相片和鏡片機(jī)構(gòu)在高空上實(shí)現(xiàn)不同角度傾斜攝影。

本發(fā)明的拍攝過程為，例如，包含如下步驟：

1、第一動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)一次反光鏡進(jìn)行向前下方的拍攝，再轉(zhuǎn)動(dòng)一次反光鏡進(jìn)行向正下方的拍攝，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一次進(jìn)行向后下方的拍攝；

2、第二動(dòng)力部件向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)一次(例如90°)，第一動(dòng)力部件轉(zhuǎn)動(dòng)三次，依次完成向左下方、向正下方、向右下方等方向的拍攝。

上述步驟中，第一動(dòng)力部件、第二動(dòng)力部件的轉(zhuǎn)動(dòng)順序可根據(jù)不同的拍攝方向順序進(jìn)行調(diào)整，不局限于上述順序過程。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下有益效果：

1、通過反光鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相機(jī)不同角度的拍攝，反光鏡重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)震動(dòng)小，不影響相機(jī)的拍攝效果。

2、增加了反光鏡、反光鏡支架、第一動(dòng)力部件、第二動(dòng)力部件、連接件等的設(shè)備，采用一個(gè)相機(jī)即實(shí)現(xiàn)了不同角度的拍攝，增加的設(shè)備重量輕，不影響航空器的飛行。

3、內(nèi)置相機(jī)相對(duì)反光鏡固定，其電氣連接無需運(yùn)動(dòng)，失效風(fēng)險(xiǎn)小，可靠性高，使用和實(shí)現(xiàn)起來操作簡單。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1的單鏡頭單軸傾斜攝影裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例1的相機(jī)向前下方拍攝示意圖；

圖3是實(shí)施例1的相機(jī)向左下方拍攝示意圖；

圖4是實(shí)施例1的相機(jī)向正下方拍攝示意圖；

圖5是實(shí)施例1的相機(jī)向右下方拍攝示意圖；

圖6是實(shí)施例1的相機(jī)向后下方拍攝示意圖；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1-圖6所示，本實(shí)施例提供了一種用于航空器的單鏡頭單軸傾斜攝影裝置，其包括第一動(dòng)力部件1、第二動(dòng)力部件2、連接件3、反光鏡4、相機(jī)5和反光鏡支架6。

鏡片機(jī)構(gòu)包括第一動(dòng)力部件1、反光鏡4、反光鏡支架6，鏡片機(jī)構(gòu)主要用來實(shí)現(xiàn)反光鏡4的固定和角度調(diào)節(jié)，反光鏡支架6用于安裝和固定反光鏡4，第一動(dòng)力部件1用于驅(qū)動(dòng)反光鏡4擺動(dòng)；

支撐機(jī)構(gòu)包括第二動(dòng)力部件2、連接件3，支撐機(jī)構(gòu)用來連接和支撐反光鏡4和相機(jī)5。連接件3為中間平直，兩端向下彎曲的桿，第二動(dòng)力部件2的輸出軸連接在連接件3的中間平直位置。連接件3為支撐機(jī)構(gòu)中主要的支撐部件，相機(jī)5和鏡片機(jī)構(gòu)分別固定連接于連接件3的兩端。為避免遮擋相機(jī)5和反光鏡4的視線影響拍攝，連接件3位于相機(jī)5和反光鏡4的上端并且與航空器連接，連接件3為一具有一定剛度和強(qiáng)度的桿，用來支撐相機(jī)5和反光鏡4，維持相機(jī)5和反光鏡4在高空位置處的穩(wěn)定和正常工作。

第二動(dòng)力部件2驅(qū)動(dòng)連接件3轉(zhuǎn)動(dòng)，連接件3帶動(dòng)反光鏡4和相機(jī)5旋轉(zhuǎn)。

相機(jī)5用來拍攝和采集影像資料。

本實(shí)施例中，相機(jī)5為臥式相機(jī)，相機(jī)5橫向擺放，反光鏡4在相機(jī)5攝像頭的前端，相機(jī)5攝像頭的光軸投射到反光鏡4上，通過調(diào)節(jié)反光鏡4的角度實(shí)現(xiàn)相機(jī)5不同角度上的景象拍攝。

反光鏡4通過第一動(dòng)力部件1和第二動(dòng)力部件2兩個(gè)互相垂直方向的驅(qū)動(dòng)，使反光鏡4切換不同的空間角度。空間位置為三維結(jié)構(gòu)，反光鏡4通過兩個(gè)相互垂直方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)三維空間中任意角度的投射。

本實(shí)施例中，反光鏡4的一端與第一動(dòng)力部件1的輸出軸固定連接，反光鏡4的另一端可擺動(dòng)地安裝在反光鏡支架6上。反光鏡支架6為弧形桿，反光鏡支架6一端與反光鏡4活動(dòng)連接，反光鏡支架6另一端與第一動(dòng)力部件1固定連接，反光鏡支架6中間位置處與連接件3固定連接。拍攝過程中反光鏡4需要轉(zhuǎn)換不同的角度，就需要?jiǎng)恿Σ考M(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因此反光鏡4的一端與第一動(dòng)力部件1的輸出軸固定連接，反光鏡4隨著輸出軸的運(yùn)動(dòng)而擺動(dòng)，同時(shí)另一端需要保持能自由活動(dòng)，因此另一端可擺動(dòng)地安裝在反光鏡支架6上。第一動(dòng)力部件4輸出軸只做俯仰運(yùn)動(dòng)，控制反光鏡4做俯仰運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)向正下、向前下、向后下方向的拍攝。

本實(shí)施例中，相機(jī)5和鏡片機(jī)構(gòu)均與支撐機(jī)構(gòu)連接，支撐機(jī)構(gòu)連接航空器。支撐機(jī)構(gòu)與相片和鏡片機(jī)構(gòu)均固定連接，將與相片和鏡片機(jī)構(gòu)作為一個(gè)整體連接于航空器上，航空器搭載相片和鏡片機(jī)構(gòu)在高空上實(shí)現(xiàn)不同角度傾斜攝影。

相機(jī)5和鏡片機(jī)構(gòu)分別固定連接于連接件3的兩端，第二動(dòng)力部件2驅(qū)動(dòng)連接件3擺動(dòng)時(shí)，連接件3帶動(dòng)相機(jī)5和鏡片機(jī)構(gòu)擺動(dòng)，使反光鏡4改變相機(jī)5的光軸由向前下、向正下、向后下方向的拍攝變成向左下、向正下、向右下等方向的拍攝。

本實(shí)施例中，反光鏡支架6平面與相機(jī)的光軸的角度呈0°-90°任意角度，反光鏡支架6為水平或傾斜設(shè)置，只需滿足反光鏡的鏡面在相機(jī)的光軸上即可實(shí)現(xiàn)拍攝。

本實(shí)施例的拍攝過程為，例如，包含如下步驟：

1、第一動(dòng)力部件1轉(zhuǎn)動(dòng)一次反光鏡4進(jìn)行向前下方的拍攝，再轉(zhuǎn)動(dòng)一次反光鏡4進(jìn)行向正下方的拍攝，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)一次進(jìn)行向后下方的拍攝；

2、第二動(dòng)力部件2向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)一次(例如90°)，第一動(dòng)力部件1轉(zhuǎn)動(dòng)三次，依次完成向左下方、向正下方、向右下方等方向的拍攝。

上述步驟中，第一動(dòng)力部件1、第二動(dòng)力部件2的轉(zhuǎn)動(dòng)順序可根據(jù)不同的拍攝方向順序進(jìn)行調(diào)整，不局限于上述順序過程。

本實(shí)施例使用一個(gè)相機(jī)5和一個(gè)反光鏡4，搭載一些驅(qū)動(dòng)部件和支撐連接部件，實(shí)現(xiàn)相機(jī)的多角度傾斜攝影。通過反光鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相機(jī)的多角度拍攝，采用最少的相機(jī)數(shù)量，有效的減輕傾斜攝影裝置的重量，有利于航空攝影；同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡，其質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)小，對(duì)整機(jī)的拍攝效果影響也小，內(nèi)置相機(jī)相對(duì)反光鏡固定，其電氣連接無需運(yùn)動(dòng)，減小失效風(fēng)險(xiǎn)，可靠性高，相片畸變小，建模精度高。其在航空傾斜攝影領(lǐng)域可以有更廣泛的應(yīng)用。

雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，但并非用以限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的發(fā)明范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的改進(jìn)，即凡是依照本發(fā)明所做的同等改進(jìn)，應(yīng)為本發(fā)明的范圍所涵蓋。