本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置。

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)只能從垂直角度進行拍攝的局限性，能夠更加真實地反映地物的實際情況，彌補了正射影像的不足，通過整合pos,dsm及矢量等數(shù)據(jù)，實現(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拍攝，將相機固定在無人機上，無人機起飛后，相機能穩(wěn)定獲取地面數(shù)據(jù)。這種相機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，整體重量較大，導(dǎo)致無人機續(xù)航能力受到嚴(yán)重制約，其次，由于相機角度不能調(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，所述六旋翼無人機上面搭載有五個鏡頭組成的多視角傾斜相機；所述多視角傾斜相機包括：攝影單元、控制單元和掛載單元；所述六旋翼無人機包括：無人機飛行平臺系統(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個相機分別進行拍攝，存在上述的較多缺點。

經(jīng)過進一步檢索，發(fā)現(xiàn)兩相機傾斜攝影相關(guān)專利(cn105292509a)，該專利公開了一種無人機雙相機多角度拍攝支撐裝置，包括框架、控制裝置、電機、舵機、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，舵機固定在轉(zhuǎn)架的一端，且舵機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，雙相機固定在框架內(nèi)，轉(zhuǎn)架頂部固定在無人機底部，所述控制裝置連接電機，電機連接舵機，所述限位件固定在框架的一個短邊件上，且位于舵機的兩側(cè)，所述控制裝置控制電機，電機驅(qū)動舵機，使舵機帶動轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)，從而使雙相機在框架上實現(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。

該支架采用兩相機進行拍攝，通過控制裝置控制相機之間的角度，實現(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)中五相機攝影裝置重量大、續(xù)航時間短不足，提供了一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置。本發(fā)明采用雙相機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)明的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，包括無人機體、設(shè)置在無人機體底部的增穩(wěn)云臺，以及航拍云臺和航測單元，所述航測單元中心對稱設(shè)置有支撐板和相機，所述相機安裝在支撐板外端，兩個相機之間的拍攝夾角為35～70°；所述航拍云臺安裝在增穩(wěn)云臺上，該航拍云臺用于驅(qū)動航測單元在豎直面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述的無人機體下方設(shè)置有起落架，用于支撐無人機體并防止航測單元觸地。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述增穩(wěn)云臺的支架通過螺栓固定在無人機體上，第一舵機外部套裝有支撐座，通過該支撐座把第一舵機與增穩(wěn)云臺相連接。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述增穩(wěn)云臺為三軸增穩(wěn)云臺。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述航拍云臺包括通過中間載體相連的第一舵機和第二舵機，所述第二舵機轉(zhuǎn)動軸與航測單元相連。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述第一舵機用于驅(qū)動中間載體和第二舵機在水平面內(nèi)360°轉(zhuǎn)動；第二舵機用于控制航測單元在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述第二舵機控制航測單元有兩種拍攝姿態(tài)，第一種姿態(tài)時，兩個相機的傾斜角度相同；第二舵機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后呈現(xiàn)第二種姿態(tài)，其中一個相機位于豎直拍攝位置。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述航測單元中兩個相機之間的拍攝夾角為60°。

作為本發(fā)明更進一步的改進，所述航測單元中支撐板之間的夾角為120°，相機拍攝方向與支撐板垂直。

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)明的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，航測單元上中心對稱設(shè)置有兩個相機，兩個相機之間形成一定夾角，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)明的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，在無人機本體上安裝了三軸增穩(wěn)云臺，并將航拍云臺安裝在三軸增穩(wěn)云臺上，當(dāng)無人機飛行時，航拍云臺可以保持自身狀態(tài)而不受無人機姿態(tài)的影響，保證其在飛行路徑上保持正常拍攝狀態(tài)；

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于無人機的多角度傾斜攝影裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中航拍云臺和航測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為第一種姿態(tài)下相機位置示意圖；

圖4為第二種姿態(tài)下相機位置示意圖。

示意圖中的標(biāo)號說明：1、無人機；11、無人機體；12、增穩(wěn)云臺；2、第一舵機；31、中間載體；32、第二舵機；4、航測單元；41、支撐板；42、相機。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。

實施例1

結(jié)合圖1，本實施例的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，包括無人機體11和設(shè)置在無人機體11底部的增穩(wěn)云臺12，還包括航拍云臺和航測單元，所述航測單元4中心對稱設(shè)置有支撐板41和相機42，所述相機42安裝在支撐板41外端，兩個相機42之間的拍攝夾角為35～70°；所述航拍云臺安裝在增穩(wěn)云臺12上，該航拍云臺用于驅(qū)動航測單元4在豎直面和水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

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

所安裝相機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，本實施例限制兩個相機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，可進行具體限制，本實施例限定為50°。

本實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，則可實現(xiàn)更多的角度拍攝。

本實施例中的無人機可以采用固定翼無人機或者是多旋翼無人機，該無人機主要是用于提供飛行載體，在設(shè)定的路徑上飛行，對于其結(jié)構(gòu)形式?jīng)]有具體限制，本實施例優(yōu)選為旋翼無人機1。在無人機體11下方設(shè)置有起落架，該起落架用于支撐無人機體11并防止航測單元觸地。

傳統(tǒng)的五相機傾斜拍攝裝置，由于整體重量較大，拍攝裝置直接安裝在無人機機體上，不能安裝云臺進行調(diào)整，導(dǎo)致無人機的飛行姿態(tài)對拍攝的效果影響較大，而且這種缺陷很難克服。

本實施例采用雙相機的航測單元進行目標(biāo)對象的拍攝，本裝置重量不到傳統(tǒng)裝置重量的1/2，雖然能夠通過航拍云臺實現(xiàn)拍攝角度的調(diào)整，但如果無人機1在飛行過程中顛簸或者是轉(zhuǎn)向，航拍云臺無法做出及時調(diào)整。本實施例通過設(shè)置的增穩(wěn)云臺12來保證航測單元的穩(wěn)定性，該增穩(wěn)云臺12為三軸增穩(wěn)云臺，使航測單元的拍攝姿態(tài)不受無人機影響，為后期三維建模提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。由于本方案重點在機械結(jié)構(gòu)的改進，其控制系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)定，沒有太多要求。

具體使用時，根據(jù)飛行高度等因素設(shè)定好無人機的飛行路徑，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，其重量相對于傳統(tǒng)的五相機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。

實施例2

結(jié)合圖1和圖2，本實施例的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例1相同，其不同之處在于：本實施例中增穩(wěn)云臺12的支架通過螺栓固定在無人機體11上，第一舵機2外部套裝有支撐座，通過該支撐座把第一舵機2與增穩(wěn)云臺12相連接。航拍云臺包括通過中間載體31相連的第一舵機2和第二舵機32，第二舵機32轉(zhuǎn)動軸與航測單元4相連。

第一舵機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2的轉(zhuǎn)動軸連接，其下端安裝第二舵機32，用于控制第二舵機32在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

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

實施例3

本實施例的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例2相同，其不同之處在于：第一舵機2用于驅(qū)動中間載體31和第二舵機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)對象進行拍攝數(shù)據(jù)采集。

第二舵機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42的傾斜角度相同，如圖3所示，限定航測單元4中兩個相機42之間的拍攝夾角為60°，則兩個相機42拍攝方向與豎直方向之間的夾角為30°。

第二舵機32的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動后呈現(xiàn)第二種姿態(tài)，如圖4所示，其中一個相機42位于豎直拍攝位置，則另一個相機與豎直方向間的夾角為60°。

在第一種姿態(tài)時，第一舵機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，相對于五相機拍攝裝置具有更廣的拍攝范圍，便于后期處理加工。

實施例4

本實施例的一種基于無人機的多角度傾斜攝影裝置，其基本結(jié)構(gòu)與實施例3相同，其不同之處在于：航測單元4中支撐板41之間的夾角為120°，相機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能夠使相機與舵機之間有足夠的距離，避免兩個相機之間相互影響。本實施例中相機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。

本發(fā)明在無人機本體上安裝了三軸增穩(wěn)云臺，并將航拍云臺安裝在三軸增穩(wěn)云臺上，當(dāng)無人機飛行時，航拍云臺可以保持自身狀態(tài)而不受無人機姿態(tài)的影響，保證其在飛行路徑上保持正常拍攝狀態(tài)；此外，航測單元上中心對稱設(shè)置有兩個相機，兩個相機之間形成一定夾角，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。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(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)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。