一种拼接式航空倾斜摄影系统技术方案

本发明专利技术提供了一种拼接式航空倾斜摄影系统，摄影系统包括：挂载舱，其可拆卸地连接航空器，挂载舱上设有支撑框架；摄影机构，其设在支撑框架上；摄影机构包括多个倾斜相机，每一倾斜相机均以不同的角度进行安装，使得多个倾斜相机在预设位置的拍摄区域之间相互重叠，形成扩展的拼接图像；控制模块，其设在支撑框架上；拼接图像为矩阵式拼接图像。本发明专利技术采用矩阵式扩展的拼接图像，其同一位置拍摄面积大，拍摄效率高，节省拍摄作业的时间；整个拍摄系统结构简单可靠，角度定位精度高，对倾斜相机的要求低，实现了多角度自由拍摄；拍摄的拼接图像方便处理，有利于提高后期建模的效率和模型的精度。

A spliced aerial tilt Photogrammetry System

The invention provides a spliced aerial tilt camera system, which includes a mount cabin, which is detachably connected to an aircraft, a support frame on the mount, and a photographic mechanism based on a supporting frame; a photographic mechanism includes a plurality of tilt cameras, and each tilt phase machine is installed at different angles. The multiple tilt cameras overlap each other in the preset positions to form an extended splice image, and the control module is located on the support frame, and the spliced image is a matrix splicing image. The invention adopts the spliced image of matrix expansion, which has large shooting area, high shooting efficiency and saving time of shooting operation. The whole shooting system has simple and reliable structure, high angle positioning precision, low requirement to the tilt camera, and free shooting in multi angles; the stitching image is convenient to handle and is advantageous to handle. In order to improve the efficiency of later modeling and the accuracy of the model.

【技术实现步骤摘要】
一种拼接式航空倾斜摄影系统
本专利技术涉及一种拼接式航空倾斜摄影系统。
技术介绍
航空全景倾斜摄影装置属于航空摄影测量及航空倾斜摄影量的技术范畴。航空摄影测量是基于航空拍摄影像，以及利用摄影测量技术，生产各种测绘产品，包括数字地面模型，正射影像图以及线划地图。航空倾斜摄影测量是通过拍摄倾斜影像，获得地物的侧面纹理，再通过摄影测量的技术，建立真实的城市三维模型。航空倾斜摄影作为传统航空摄影测量的突破，通过不同视角的相机组合，拍摄包括地面上的自然物体及人工建筑物。现有的航空倾斜摄影装置一般采用五相机组合的形式，包括一个下视相机及四个倾斜相机。由于相机多，在考虑到系统的体积及重量时，设计的倾斜相机一般就会采用商业化的中画幅相机或全画幅相机。中国专利2017100622249公开了一种航空全景倾斜摄影装置，包括吊舱主体，所述吊舱主体上设置有至少两个下视相机，以及多个倾斜相机，所述至少两个下视相机沿横向排列，所述至少两个下视相机中相邻的下视相机的拍摄区域部分重叠。中国专利2014800800293公开了一种用于捕获航空图像的系统，系统包括至少一个全景相机、多个细节相机以及用于支持相机的框架，每个细节相机比至少一个全景相机具有更长的焦距，每个细节相机在横向上不同的角度进行安装，使得细节相机的视场重叠以形成扩展的横向视场，框架能够附接到在相机孔上方的航空器地板，从而通过相机孔给相机提供在航空器下方的地面的视图。中国专利201010562117.0公开了一种基于移轴原理的拼接成像系统，包括至少一个成像镜头，所述至少一个成像镜头设置于同一平面上，且具有相同的焦距和视场；以及设置于每一所述成像镜头的焦平面上的至少一个成像器件；其中，每一所述成像镜头被设置为其光轴垂直于其焦平面，且每一所述成像器件被设置为在其焦平面内具有预置的移轴量。现有技术的缺陷在于：目前使用的航空倾斜摄影装置普遍采用多个内置相机，通过不同角度的摆放，实现多个角度拍摄，以获取地面的全景图像。所需内置相机数量多，摄影装置体积和重量大，成本高。因此，如何提供一种可以实现多角度自由拍摄，适用范围广泛、效率高的倾斜摄影系统，成为业内需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种拼接式航空倾斜摄影系统，其结构简单可靠，角度定位精度高，拍摄效率高，对倾斜相机的要求低，实现了多角度自由拍摄。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种拼接式航空倾斜摄影系统，其包括：挂载舱，其可拆卸地连接航空器，挂载舱上设有支撑框架；摄影机构，其设在支撑框架上；摄影机构包括多个倾斜相机，每一倾斜相机均以不同的角度进行安装，使得多个倾斜相机在预设位置的拍摄区域之间相互重叠，形成扩展的拼接图像；控制模块，其设在支撑框架上。本专利技术中，通过设置多个倾斜相机，来获得同一拍摄位置扩展的拼接图像，拼接图像的覆盖面积较大，可以很大程度上提高拍摄的效率。根据本专利技术的另一种具体实施方式，拼接图像为矩阵式拼接图像。例如四行五列或者四行四列，采用矩阵式的拍摄方式，可以获得和原始图像具有相近的纵横比例的拼接图像，符合后期建模的需求。根据本专利技术的另一种具体实施方式，倾斜相机的镜头为定焦镜头，焦距为20mm-150mm。具体可以选择为：20mm、21mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、40mm、50mm、55mm、58mm、60mm、85mm、90mm、100mm、105mm、135mm、150mm；本方案中，倾斜相机的焦距根据飞行的高度、需要的精度要求等条件进行选择。根据本专利技术的另一种具体实施方式，多个倾斜相机的相邻的拍摄区域之间具有10％-15％的重叠。在同一个预设位置进行拍摄时，相邻的拍摄区域之间拍摄的图像相互重叠，可以提高扩展的拼接图像的关联度和准确度，重叠的拼接图像可以等效得到一个范围成倍加大的正摄影像和充足的倾斜影像，从而提升航空倾斜摄影拍摄效率和建模效率。根据本专利技术的另一种具体实施方式，拼接图像包括十二个拍摄区域，其呈三行四列或者四行三列进行排布。其中，拼接图像的整体拍摄区域关于航空器的飞行方向对称。根据本专利技术的另一种具体实施方式，摄影机构包括四台倾斜相机，支撑框架上设有转动舱，四台倾斜相机相对设置于转动舱中。四台倾斜相机完成十二个拍摄区域的拍摄，每台相机在同一个预设位置完成三个拍摄区域的拍摄，本方案中通过转动舱实现拍摄区域之间的切换，以完成每个倾斜相机三个连续的拍摄方向的图像获取。根据本专利技术的另一种具体实施方式，转动舱包括第一舱体、第二舱体，第一舱体中设有两台倾斜相机；第二舱体中设有两台倾斜相机；第一舱体围绕第一转轴转动，第二舱体围绕第二转轴转动；第一转轴、第二转轴平行设置。本方案中，为了节省安装空间，将四台倾斜相机，分为两组，即实现了安装的稳定性，又提高了结构强度，例如，拼接图像呈四行三列分布，第一舱体中的两台倾斜相机分别对应第一列中外侧的两个拍摄区域，通过第一舱体的转动，进而拍摄第二列中外侧的两个拍摄区域，最后拍摄第三列中外侧的两个拍摄区域；此时，第二舱体中的两台倾斜相机分别对应第一列中内侧的两个拍摄区域，通过第二舱体的转动，进而拍摄第二列中内侧的两个拍摄区域，最后拍摄第三列中内侧的两个拍摄区域；完成十二个拍摄区域的图像获取。根据本专利技术的另一种具体实施方式，第一转轴、第二转轴的转动角度一致，第一舱体的转动范围覆盖了三个连续的拍摄区域，第二舱体的转动范围覆盖了三个连续的拍摄区域，从而实现在同一个拍摄位置，第一舱体、第二舱体转动两次即可完成十二个拍摄区域的图像获取，以形成扩展的拼接图像。根据本专利技术的另一种具体实施方式，摄影机构包括十二台倾斜相机，支撑框架上设有载板；十二台倾斜相机阵列设置于载板上。每一台倾斜相机对应一个拍摄区域，当航空器飞行过程中，直接进行拍摄，以获得扩展的拼接图像。特别是在高空拍摄时，由于预设拍摄位置之间的间隔较小，通过少于拍摄平面的倾斜相机数进行拍摄时间，可能出现倾斜相机动作频繁以及倾斜相机运动后的抖动等因素带来的影响，本方案相机无需动作即可完成预设位置扩展的拼接图像的拍摄。根据本专利技术的另一种具体实施方式，载板上对应倾斜相机设有相机孔。载板设有牢固固定相机的位置，避免相机发生位移带来对拍摄的不利影响，倾斜相机通过相机孔获得拍摄的视角范围，以完成拍摄。根据本专利技术的另一种具体实施方式，相邻的预设拍摄位置获得的扩展的拼接图像之间也有重叠，重叠度为70％—90％，此重叠度范围可满足大部分目标区域建模需求。根据目标区域的复杂程度应尽量选择小的重叠度，以提升拍摄效率。例如对于目标区域是稀疏低矮房屋的航空倾斜摄影选择70％重叠率，对于目标区域是是密集高楼的航空倾斜选择90％重叠率。本专利技术中，第一舱体、第二舱体上均设有舵机，控制模块与舵机相连接，以实现控制第一舱体、第二舱体的转动。同时，控制模块与倾斜相机电连接，进一步控制倾斜相机进行拍摄，在控制模块的控制下，完成预设航线内的多个预设拍摄位置的拼接图像获取。本专利技术中，根据需要作业的要求，预先设定相机的焦距和精度，在进行拍摄区域中的物体海拔高低较接近的图像时间，可以很好的还原拍摄区域中物体的原始状态，图像的整洁度高，有利于建模。本专利技术相比传统倾斜相机布局设置，有效的减轻整个装置的重量和体积，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拼接式航空倾斜摄影系统，其特征在于，所述摄影系统包括：挂载舱，其可拆卸地连接航空器，所述挂载舱上设有支撑框架；摄影机构，其设在所述支撑框架上；所述摄影机构包括多个倾斜相机，每一所述倾斜相机均以不同的角度进行安装，使得多个所述倾斜相机在预设位置的拍摄区域之间相互重叠，形成扩展的拼接图像；控制模块，其设在所述支撑框架上。

【技术特征摘要】
1.一种拼接式航空倾斜摄影系统，其特征在于，所述摄影系统包括：挂载舱，其可拆卸地连接航空器，所述挂载舱上设有支撑框架；摄影机构，其设在所述支撑框架上；所述摄影机构包括多个倾斜相机，每一所述倾斜相机均以不同的角度进行安装，使得多个所述倾斜相机在预设位置的拍摄区域之间相互重叠，形成扩展的拼接图像；控制模块，其设在所述支撑框架上。2.如权利要求1所述的摄影系统，其特征在于，所述拼接图像为矩阵式拼接图像。3.如权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，所述倾斜相机的镜头为定焦镜头，焦距为20mm-150mm。4.如权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，多个所述倾斜相机的相邻的拍摄区域之间具有10％-15％的重叠。5.如权利要求2所述的摄影系统，其特征在于，所述拼接图像包括十二个拍摄区域，其呈三行四列或者四行三列进...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，翟津生，高龙，
申请(专利权)人：广州市红鹏直升机遥感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44