本發(fā)明屬于光電儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種無人機(jī)載多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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基于城市真實(shí)坐標(biāo)的實(shí)景三維模型是建立三維地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。航空多視角相機(jī)，或者稱為“傾斜相機(jī)”，是獲取實(shí)景三維模型的主要技術(shù)手段，一般是采用多個(gè)航空相機(jī)，根據(jù)一定的角度組成相機(jī)陣列，可以在一次飛行的同時(shí)獲取不同方向的高分辨率影像，進(jìn)而反演出地面目標(biāo)的三維模型。然而，航空多視角相機(jī)存在設(shè)備昂貴、飛行成本高昂、飛行計(jì)劃難于批準(zhǔn)等問題。無人機(jī)，包括無人旋翼機(jī)和無人固定翼飛機(jī)，操作靈活方便，特別適合于針對(duì)面積為數(shù)平方公里的區(qū)域使用。但是無人機(jī)載重能力差，一般只有2Kg左右，無法支持多臺(tái)相機(jī)組成的陣列，限制了無人機(jī)載多視角相機(jī)的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明提供了一種無人機(jī)載多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)，通過一臺(tái)相機(jī)實(shí)現(xiàn)多視角相機(jī)的功能，從而達(dá)到輕量化的效果，能夠掛載于無人機(jī)平臺(tái)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種無人機(jī)載多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，包括：具有相機(jī)窗口的殼體，以及設(shè)置在該殼體內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、相機(jī)、相機(jī)托架、軸承、定位桿、多個(gè)位置傳感器、GPS模塊和控制模塊；

所述的步進(jìn)電機(jī)、相機(jī)托架、軸承和定位桿同軸安裝，使步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)相機(jī)托架往復(fù)擺動(dòng)；

所述的相機(jī)固定在所述的相機(jī)托架內(nèi)，且相機(jī)的鏡頭與所述的相機(jī)窗口的位置相對(duì)應(yīng)；

所述的定位桿經(jīng)由所述的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，穿過所述的位置傳感器；

所述的控制模塊分別與所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、相機(jī)、位置傳感器和GPS模塊相連，所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與所述的步進(jìn)電機(jī)相連。

所述的無人機(jī)是無人旋翼機(jī)或無人固定翼飛機(jī)。

所述的位置傳感器根據(jù)掃描角度和拍攝間隔分角度地固定在在所述的殼體內(nèi)。

本發(fā)明的工作原理如下：

用一臺(tái)相機(jī)通過擺動(dòng)，在多個(gè)角度進(jìn)行控制曝光，從而替代多臺(tái)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)了輕量化和低成本。相機(jī)安裝在相機(jī)托架上，步進(jìn)電機(jī)、相機(jī)托架和軸承同軸安裝，步進(jìn)電機(jī)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)相機(jī)托架進(jìn)行往復(fù)擺動(dòng)，定位桿隨電機(jī)同步擺動(dòng)，觸發(fā)位置傳感器，通過控制模塊觸發(fā)相機(jī)曝光，相機(jī)在曝光同時(shí)觸發(fā)GPS模塊記錄當(dāng)前GPS位置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)通過一臺(tái)相機(jī)實(shí)現(xiàn)多視角航空相機(jī)的功能，從而實(shí)現(xiàn)輕量化，能夠搭載于無人機(jī)平臺(tái)；

(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，降低了系統(tǒng)成本。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明一種無人機(jī)載多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中位置傳感器的安裝示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明一種無人機(jī)載多視角航空照相機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括：外殼1、相機(jī)窗口2、步進(jìn)電機(jī)3、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊4、相機(jī)5、相機(jī)托架6、軸承7、定位桿8、位置傳感器9、GPS模塊10以及控制模塊11。

其中相機(jī)5采用SONY A7R微單相機(jī)，具有3600萬有效像素，并具有外觸發(fā)功能和曝光輸出功能，機(jī)身重量為407g。相機(jī)通過底部安裝螺釘固定在相機(jī)托架6上。步進(jìn)電機(jī)3、相機(jī)托架6、軸承7同軸安裝。步進(jìn)電機(jī)3采用日本信濃公司SST43D1125，重量220g，電壓2.3V，電流1.7A。步進(jìn)電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊4采用HDB ASD422R。

如圖2所示，位置傳感器9采用槽式光耦，型號(hào)為歐姆龍EE-SX671A。本實(shí)施例中，位置傳感器9共5個(gè)，安裝在不同的角度，提供開關(guān)量輸出。定位桿8隨相機(jī)托架6固定安裝，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)相機(jī)托架6及相機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，帶動(dòng)定位桿8隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)定位桿8穿過位置傳感器9的時(shí)候，位置傳感器9輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。

控制模塊11負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序控制。具體輸出信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊4，控制電機(jī)運(yùn)行；同時(shí)接收來自位置傳感器9的開關(guān)信號(hào)，并輸出給相機(jī)5曝光信號(hào)；相機(jī)5曝光的同時(shí)曝光輸出信號(hào)，并經(jīng)過控制模塊11調(diào)理后輸出給GPS模塊10，由GPS模塊10記錄曝光時(shí)刻的位置信息。GPS模塊采用DJI A2飛控系統(tǒng)。

當(dāng)步進(jìn)電機(jī)3從左向右擺動(dòng)時(shí)，定位桿8每經(jīng)過位置傳感器9的一個(gè)位置，控制模塊11控制相機(jī)5進(jìn)行一次曝光；之后步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)相機(jī)5從右向左擺動(dòng)，此時(shí)相機(jī)5不進(jìn)行曝光，相機(jī)5進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，從右向左擺動(dòng)復(fù)位時(shí)，步進(jìn)電機(jī)3以較快速度轉(zhuǎn)動(dòng)，位置傳感器9起到定位作用。

所有部件安裝在外殼1之上。外殼采用塑料材質(zhì)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，并留有相機(jī)窗口2。

本發(fā)明總重量約為1.3Kg，可以滿足無人機(jī)的載重要求。