本發(fā)明涉及一種用于航空器的單鏡頭傾斜攝影裝置。

背景技術(shù)：

航空傾斜攝影是國(guó)際測(cè)繪領(lǐng)域近些年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)高新航拍技術(shù),它通過(guò)在同一飛行平臺(tái)上搭載攝影角度不同的多臺(tái)傳感器，來(lái)采集地物不同側(cè)面的空間影像。傾斜航空攝影區(qū)別于傳統(tǒng)的豎直航空攝影方式，航空傾斜攝影技術(shù)需獲取下、前、后、左、右五個(gè)方向的影像數(shù)據(jù)。利用航空傾斜攝影技術(shù)具有較高效率、能較好地反映真實(shí)地物的特點(diǎn)。

當(dāng)前應(yīng)用較多的一種傾斜攝影裝置共有5個(gè)鏡頭組成，其中1個(gè)相機(jī)鏡頭垂直向下，其它4個(gè)相機(jī)鏡頭分別向前、后、左、右四個(gè)方向傾斜。相機(jī)工作時(shí)，5個(gè)鏡頭并非同時(shí)曝光，而是按照一定順序依次曝光，曝光間隔一般小于1秒，一組曝光一般要持續(xù)幾秒，不同的重疊度設(shè)置生成不同的曝光順序。由于5個(gè)相機(jī)鏡頭具有相當(dāng)?shù)闹亓?，不利于航空器的飛行。

中國(guó)專(zhuān)利201510789184.9公開(kāi)了一種單相機(jī)傾斜圖像采集裝置及采集方法。該裝置包括相機(jī)、連接飛行器的第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)以及連接相機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括電機(jī)一和旋轉(zhuǎn)臂一，第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括電機(jī)二和旋轉(zhuǎn)臂二；電機(jī)一連接旋轉(zhuǎn)臂一固定端，旋轉(zhuǎn)臂一自由端連接電機(jī)二，電機(jī)二連接旋轉(zhuǎn)臂二固定端，相機(jī)固定安裝在旋轉(zhuǎn)臂二自由端；電機(jī)一帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂一沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整相機(jī)的第一傾斜角度；電機(jī)二帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂二沿第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整相機(jī)的第二傾斜角度；第一方向面與第二方向垂直。

中國(guó)專(zhuān)利201511027220.4公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)云臺(tái)多角度傾斜攝影航拍的方法。其將單個(gè)相機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)云臺(tái)上，當(dāng)無(wú)人機(jī)到達(dá)拍照點(diǎn)時(shí)，云臺(tái)控制板通過(guò)快門(mén)線控制相機(jī)拍照，收到相機(jī)反饋信號(hào)后，云臺(tái)控制板通過(guò)電機(jī)控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)，并再次拍照，直到完成三個(gè)角度的相片采集。飛機(jī)落地后，人工將云臺(tái)旋轉(zhuǎn)90度安裝，沿著之前的航線再飛一個(gè)架次，完成五個(gè)角度的數(shù)據(jù)采集。

上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷在于：

1、通過(guò)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)調(diào)整相機(jī)的傾斜角度從而調(diào)整相機(jī)的拍攝方向，此方法搭載的相機(jī)數(shù)目減少了，但是相機(jī)傾斜拍攝的角度有一定的局限，角度控制操作復(fù)雜，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)控制相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有一定的震動(dòng)，影響相機(jī)拍攝效果，對(duì)后期建模和處理圖像產(chǎn)生一定的困難。。

2、云臺(tái)搭載的多角度傾斜攝影裝置，因其云臺(tái)控制板控制云臺(tái)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行拍照，而且完成三個(gè)角度后需要飛機(jī)落地進(jìn)行人工旋轉(zhuǎn)，其操作復(fù)雜，控制困難，難以得到推廣和廣泛應(yīng)用。

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

因此，如何提供一種能夠自動(dòng)傾斜攝影且重量較輕，不影響相機(jī)拍攝效果的傾斜攝影裝置成為了業(yè)界需要解決的問(wèn)題。

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傾斜攝影裝置，其采用一個(gè)相機(jī)，利用反光鏡不同的投射方向?qū)崿F(xiàn)傾斜攝影，重量較輕，不影響相機(jī)拍攝效果，便于操作。

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)包括若干反光鏡、切換裝置和第一動(dòng)力部件，反光鏡呈不同的空間角度固定安裝在切換裝置上；

支撐機(jī)構(gòu)包括連接件和第二動(dòng)力部件，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，反光鏡在相機(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)連接于航空器上；

通過(guò)第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)切換裝置運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)不同空間角度的反光鏡移動(dòng)到相機(jī)前端，從而改變相機(jī)前后的拍攝方向；通過(guò)第二動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)連接件擺動(dòng)，帶動(dòng)鏡片機(jī)構(gòu)和相機(jī)擺動(dòng)，從而改變相機(jī)左右的拍攝方向。

本發(fā)明通過(guò)在相機(jī)前端設(shè)置反光鏡，使用切換裝置將不同空間角度的反光鏡移動(dòng)到相機(jī)的光軸上，再采用連接件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的方式將相機(jī)和反光鏡同時(shí)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)到不同的方向，通過(guò)改變相機(jī)的光軸來(lái)改變相機(jī)的拍攝方向，從而實(shí)現(xiàn)多角度傾斜拍攝。

本發(fā)明提供的單鏡頭傾斜攝影裝置只需一臺(tái)相機(jī)，同時(shí)不需調(diào)整相機(jī)的空間角度實(shí)現(xiàn)多角度傾斜攝影，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，震動(dòng)小不影響相機(jī)拍攝效果，且其電氣連接無(wú)需運(yùn)動(dòng)，失效風(fēng)險(xiǎn)小，可靠性高，易于操作和應(yīng)用推廣。

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。

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)的數(shù)目為一臺(tái)。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，切換裝置為滑移裝置，滑移裝置包括滑軌和滑塊，第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)滑塊在滑軌上移動(dòng)，若干反光鏡呈不同空間角度安裝在滑塊上。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡均設(shè)置于滑塊面對(duì)相機(jī)的一側(cè)。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，切換裝置為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)，反光鏡呈不同空間角度安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)的邊緣或外側(cè)，第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡通過(guò)連桿與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)固定連接。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，反光鏡數(shù)目為三個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施方式，三個(gè)反光鏡安裝角度固定，分別使相機(jī)的光軸指向前下方、后下方、正下方。

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。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下有益效果：

1、通過(guò)切換裝置切換反光鏡的空間角度，通過(guò)反光鏡改變相機(jī)的光軸，從而改變相機(jī)的拍攝方向，其移動(dòng)時(shí)震動(dòng)小且不需要安裝多個(gè)相機(jī)，操作簡(jiǎn)便，整個(gè)裝置重量輕，不影響航空器的飛行。

2、相機(jī)相對(duì)反光鏡位置固定，五個(gè)方向的拍攝能夠滿(mǎn)足三維建模的需要，擺動(dòng)角度少，角度穩(wěn)定，不影響相機(jī)的拍攝效果，相片畸變小，建模精度高。

3、傾斜拍攝過(guò)程中，其電氣連接無(wú)需運(yùn)動(dòng)，失效風(fēng)險(xiǎn)小，可靠性高。

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

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1的滑移式單鏡頭傾斜攝影裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)式單鏡頭傾斜攝影裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種用于航空器的滑移式單鏡頭傾斜攝影裝置，其包括第一動(dòng)力部件(圖中未示出)、第二動(dòng)力部件12、連接件13、反光鏡14、相機(jī)15、滑軌16、滑塊17。

鏡片機(jī)構(gòu)包括第一動(dòng)力部件、若干反光鏡14、滑軌16、滑塊17，滑軌16、滑塊17為滑移裝置，若干反光鏡14均安裝在滑塊17上，反光鏡14通過(guò)連桿與滑塊17固定連接，在滑塊17上呈不同的空間角度安裝。

優(yōu)選的，本實(shí)施例中，反光鏡14數(shù)目為三個(gè)，三個(gè)反光鏡14安裝角度固定，分別使相機(jī)的光軸指向前下方、后下方、正下方。

滑移裝置位于相機(jī)15的前端，反光鏡14均設(shè)置于滑塊17面對(duì)相機(jī)15的一側(cè)。第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)滑塊17在滑軌16上移動(dòng)并對(duì)正相機(jī)15的前端，使相機(jī)15的光軸能夠投射到反光鏡14上。

支撐機(jī)構(gòu)包括第二動(dòng)力部件12、連接件13，連接件13連接相機(jī)和鏡片機(jī)構(gòu)，第二動(dòng)力部件12驅(qū)動(dòng)連接件擺動(dòng)。相機(jī)15和鏡片機(jī)構(gòu)分別固定連接于連接件13的兩端，支撐機(jī)構(gòu)連接在航空器上。

連接件13為中間平直，兩端向下彎曲的桿，第二動(dòng)力部件12的輸出軸連接在連接件13的中間平直位置。連接件13為支撐機(jī)構(gòu)中主要的支撐部件，為避免遮擋相機(jī)15和反光鏡14的視線影響拍攝，連接件13位于相機(jī)15和反光鏡14的上端并且與航空器連接，連接件13為一具有一定剛度和強(qiáng)度的桿，用來(lái)支撐相機(jī)15和滑軌16，維持相機(jī)15和滑軌16在高空位置處的穩(wěn)定和正常工作。

第二動(dòng)力部件12驅(qū)動(dòng)連接件13擺動(dòng)，連接件13帶動(dòng)鏡片機(jī)構(gòu)和相機(jī)15擺動(dòng)。

相機(jī)15用來(lái)拍攝采集圖像資料，相機(jī)15為臥式相機(jī)，相機(jī)15橫臥擺放與連接件13固定連接，攝像頭對(duì)著反光鏡14的方向。第一動(dòng)力部件驅(qū)動(dòng)滑塊17在滑軌16上移動(dòng)，帶動(dòng)不同空間角度的反光鏡14依次滑移到相機(jī)15的前端，相機(jī)15攝像頭的光軸經(jīng)過(guò)反光鏡14的反射，改變拍攝方向。

本實(shí)施例中，反光鏡14通過(guò)連桿與滑塊17固定連接。三個(gè)反光鏡呈不同的空間角度固定安裝，分別使相機(jī)的光軸指向前下方、后下方、正下方。

滑塊17通過(guò)第一動(dòng)力部件的驅(qū)動(dòng)在滑軌16上移動(dòng)，當(dāng)滑塊17移動(dòng)到某一反光鏡對(duì)著相機(jī)時(shí)停止移動(dòng)，此空間角度的反光鏡14在相機(jī)15的前端，相機(jī)15通過(guò)該反光鏡拍攝相應(yīng)角度的影像，滑塊繼續(xù)移動(dòng)，完成下一個(gè)方向上的拍攝。

由于拍攝過(guò)程中需要采集大量圖像資料，每一個(gè)方向上采集圖片的時(shí)間有限且要保證一定的效果，因此，本實(shí)施例中，滑軌16上設(shè)有限位裝置，使滑塊17在滑軌16上移動(dòng)到固定位置后能夠快速穩(wěn)定停住，并且該位置經(jīng)過(guò)預(yù)先的調(diào)整，使得反光鏡與相機(jī)的相對(duì)位置能夠達(dá)到相對(duì)好的拍攝效果。

本實(shí)施例中，相機(jī)15數(shù)目為一臺(tái)，且相機(jī)15與連接件13固定連接。連接件13中間處連接于航空器上，兩端的一端連接相機(jī)15，一端連接滑軌16，起到支撐和穩(wěn)固相機(jī)15和滑軌16的作用。

本實(shí)施例中，相機(jī)15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。

本實(shí)施例的拍攝過(guò)程為，例如，包含如下步驟：

1、驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力部件帶動(dòng)滑塊17在滑軌16上移動(dòng)，使三個(gè)不同角度的反光鏡14依次滑移到相機(jī)15的前端進(jìn)行拍攝，完成向前下方、向正下方、向后下方三個(gè)角度上的攝影；

2、驅(qū)動(dòng)第二動(dòng)力部件12帶動(dòng)連接件13向左或向右擺動(dòng)，位置穩(wěn)定后，進(jìn)行拍攝，再次驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力部件帶動(dòng)滑塊17在滑軌16上移動(dòng)，使三個(gè)不同角度的反光鏡14依次移動(dòng)到相機(jī)15的前端進(jìn)行拍攝，完成向左下方、向正下方、向右下方三個(gè)角度上的攝影；

上述步驟中，第一動(dòng)力部件、第二動(dòng)力部件12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(guò)程。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例提供了一種用于航空器的旋轉(zhuǎn)式單鏡頭傾斜攝影裝置，其包括：第一動(dòng)力部件21、第二動(dòng)力部件22、連接件23、反光鏡24、相機(jī)25、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26。

鏡片機(jī)構(gòu)包括第一動(dòng)力部件21、反光鏡24、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26，其中反光鏡24的數(shù)目有三個(gè)，三個(gè)反光鏡24均安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26上，反光鏡24在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26上呈不同的空間角度安裝。

本實(shí)施例中，三個(gè)反光鏡24安裝角度固定，分別使相機(jī)的光軸指向前下方、后下方、正下方。

旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26位于相機(jī)25的前端，鏡片機(jī)構(gòu)將三個(gè)不同空間角度安裝的反光鏡24旋轉(zhuǎn)并對(duì)正相機(jī)25的前端，使相機(jī)25的光軸能夠投射到反光鏡24上。第一動(dòng)力部件21為旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26的提供旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。

支撐機(jī)構(gòu)包括第二動(dòng)力部件22、連接件23，支撐機(jī)構(gòu)用來(lái)連接和支撐反光鏡24和相機(jī)25，相機(jī)25和鏡片機(jī)構(gòu)分別固定連接于連接件23的兩端，支撐機(jī)構(gòu)連接在航空器上。

連接件23為中間平直，兩端向下彎曲的桿，第二動(dòng)力部件22的輸出軸連接在連接件23的中間平直位置。連接件23為支撐機(jī)構(gòu)中主要的支撐部件，為避免遮擋相機(jī)25和反光鏡24的視線影響拍攝，連接件23位于相機(jī)25和鏡片機(jī)構(gòu)的上端并且與航空器連接，連接件23為一具有一定剛度和強(qiáng)度的桿，用來(lái)支撐相機(jī)25和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26，維持相機(jī)25和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26在高空位置處的穩(wěn)定和正常工作。

第二動(dòng)力部件22驅(qū)動(dòng)連接件23擺動(dòng)，連接件23帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26和相機(jī)25擺動(dòng)。

相機(jī)25用來(lái)拍攝和采集影像資料。

本實(shí)施例中，相機(jī)25為臥式相機(jī)，相機(jī)25橫向擺放，反光鏡24位于相機(jī)25的光軸上。

旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26在第一動(dòng)力部件21的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)不同空間角度的反光鏡24依次旋轉(zhuǎn)到相機(jī)25的前端，相機(jī)25攝像頭的光軸經(jīng)過(guò)反光鏡24的反射，改變拍攝方向。

優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26水平放置，第一動(dòng)力部件21安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26的頂部，第一動(dòng)力部件21的輸出軸與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26固定連接。連接件23連接在第一動(dòng)力部件21的上方。

優(yōu)選的，為避免旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26擋住相機(jī)25與反光鏡24的視線，反光鏡24安裝在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26的邊緣或外側(cè)。

本實(shí)施例中，相機(jī)25數(shù)目為一臺(tái)，且相機(jī)25與連接件23固定連接。連接件23中間處連接于航空器上，兩端的一端連接相機(jī)25，一端連接旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26，起到支撐和穩(wěn)固相機(jī)25和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)26的作用。

本實(shí)施例中，相機(jī)25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。

本實(shí)施例的拍攝過(guò)程為，例如，包含如下步驟：

1、驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力部件21帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)，使三個(gè)不同角度的反光鏡24依次旋轉(zhuǎn)到相機(jī)25的前端進(jìn)行拍攝，完成向前下方、向正下方、向后下方三個(gè)角度上的攝影；

2、驅(qū)動(dòng)第二動(dòng)力部件22帶動(dòng)連接件23向左或向右旋轉(zhuǎn)，位置穩(wěn)定后，進(jìn)行拍攝，再次驅(qū)動(dòng)第一動(dòng)力部件21旋轉(zhuǎn)，使三個(gè)不同角度的反光鏡依次旋轉(zhuǎn)到相機(jī)25的前端進(jìn)行拍攝，完成向左下方、向正下方、向右下方三個(gè)角度上的攝影；

上述步驟中，第一動(dòng)力部件21、第二動(dòng)力部件22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(guò)程。

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。