一种野外三维图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种野外三维图像采集系统，包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。本实用新型专利技术通过可拆卸连接的能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。

A Field Three-Dimensional Image Acquisition System

【技术实现步骤摘要】
一种野外三维图像采集系统
本技术属于拍摄系统
，具体涉及一种野外三维图像采集系统。
技术介绍
全景，英文名(Panorama)，又被称为3D实景，是一种新兴的富媒体技术，其与视频，声音，图片等传统的流媒体最大的区别是“可操作，可交互”。全景分为虚拟现实和3D实景两种。虚拟现实是利用maya等软件，制作出来的模拟现实的场景，代表有虚拟紫禁城，河北虚拟旅游，泰山虚拟游等；3D实景是利用单反相机或街景车拍摄实景照片，经过特殊的拼合，处理，让作者立于画境中，让最美的一面展现出来。全景虚拟现实(也称实景虚拟)是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，它通过计算机技术实现全方位互动式观看真实场景的还原展示。在播放插件(通常Java或Quicktime、activex、flash)的支持下，使用鼠标控制环视的方向，可左可右可近可远。使观众感到处在现场环境当中，好像在一个窗口中浏览外面的大好风光。基于静态图像的虚拟全景技术是一种在微机平台上能够实现的初级虚拟现实技术。它具有开发成本低廉，但应用又很广泛的特点，因此越来越受到人们的关注。特别是随着网络技术的发展，其优越性更加突出。它改变了传统网络平淡的特点，让人们在网上能够进行360度全景观察，而且通过交互操作，可以实现自由浏览，从而体验三维的VR视觉世界。现在许多景点、地区或者室内为了更好的为不能实地参观的人提供更加直观的感受，通常会采用现有的三维全景拍摄技术对对应的区域进行全景图片拍摄。特别是一些古迹、遗迹等人文景点，不能够向公众开放，或者无法进行长期的开放从而影响对该遗迹的考古和后续研究，采用这种全景拍摄技术能够更直观的保留该遗迹或古迹的环境和面貌。而现有的全景拍摄系统通常是在室内进行拍摄，且系统较为复杂，操作较为麻烦，且拍摄的具体设备体积较大不便于携带。
技术实现思路
针对上述现有技术中，本技术提供一种户外三维图像采集系统。本技术所采用的技术方案为：一种野外三维图像采集系统，包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。本技术公开一种对于户外目标区域拍摄可操作编辑的3D全景图的系统，其中主要步骤为：1)选择固定点，须保证固定点上方无遮并长期有效。将固定定位站架设在固定点上作为基准站，并且每次均需将固定定位站架设在同一固定点上。2)在考古遗址范围内均匀布置控制点，须保证控制点上方无遮挡。将全景拍照站与固定定位站保持实时数据传输，设置需要的参考坐标系，使用全景拍照站测量控制点坐标。3)使用无人机对遗址范围进行低空倾斜拍摄，保证照片间重叠率不小于30％，且照片覆盖全部遗址范围。4)将无人机拍摄的照片和全景拍照站测量的控制点坐标导入摄影测量软件(agisoftphotoscan)进行空中三角测量，得到遗址范围的3d模型。5)使用数码相机、全景云台、全景拍照站和电子指北针在遗址范围内进行全景拍摄。拍摄第一张照片时，将相机镜头转向正北方向，全景拍照站测量拍摄点坐标。6)将数码相机拍摄的照片导入全景拼接软件(PTGui)生成全景图片，并将第一张照片竖向中心线与全景照片竖向中心线对齐。7)将步骤5)全景拍照站测量的拍摄点坐标，东坐标加上常量a，得到校正后的拍摄点坐标。8)将步骤4)得到的遗址范围3d模型导出obj格式，将步骤7)得到校正后的拍摄点坐标，叠加在3d模型上，并链接到对应的全景图片。9)全景照片根据规则自动链接到周围的全景照片，形成完成的结合3d模型和全景图片展示系统。进一步的，所述全景拍照站包括三脚架和设置在所述三脚架的固定台，所述固定台上设有横杆；所述横杆一端设有用于固定相机的相机固定架，另一端设有用来定位的A定位模块。进一步的，所述横杆两端端面均向内凹陷形成固定槽；所述相机固定架上设有插入固定槽内进行卡接限位的凸块A；所述A定位模块下部设有底座，所述底座一侧设有与对应一侧固定槽插设卡接的凸块B；所述凸块A和凸块B上均设有通孔，并在横杆上设有与通孔对应的定位孔，通过向定位孔中插入螺杆并穿过对应的通孔进行固定。这里对横杆进行限定，横杆为对称结构，则所述相机固定架和A定位模块可以随意插接设置。而通过可拆卸连接能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。进一步的，所述相机固定架包括底架和设置在底架上且可调节高度的立杆，所述凸块A设置在底架上；所述立杆上转动连接有L型云台，所述相机固定在L型云台上。进一步的，所述底架上设有升降孔，并在所述升降孔内壁上设有T型滑槽，所述立杆上设有与T型滑槽配合的T型凸条，将立杆插设在所述T型滑槽内并通过插接配合的T型凸条和T型滑槽限制立杆沿升降孔方向直线往复运动；在所述底架上设有用于限制立杆升降的A锁紧螺杆。所述的立杆是一种空心矩形管结构，在其长度方向的两侧面上对称设置有T型滑条，当安装时，将立杆插入矩形结构的升降孔中并使得T型凸条与T型滑槽对齐插入，从而限制立杆只能沿立杆的长度方向移动，从而达到调节高度的效果。进一步的，所述L型底架上设有用于固定电子指北针的A滑轨，所述A滑轨上均匀设置有多个用于卡接电子指北针的凹槽。所述的A滑轨类似皮卡汀尼导轨结构，而电子指北针底部设有与A滑轨配合固定的夹具，通过按压夹具内的按钮松开并可移动电子指北针以调节位置。因为电子指北针设置在L型云台下部，以保证电子指北针指向的方向与相机的镜头朝向相同，从而便于拍照定位。进一步的，所述固定台底部转动连接有转台，所述转台与所述三脚架可拆卸连接。进一步的，所述转台底部设有矩形插条，在所述三脚架顶部设有用于容纳矩形插条的矩形槽，将所述矩形插条对齐插入矩形槽内并通过设置在三脚架顶部的B锁紧螺杆进行插接固定。这里对固定台和三脚架之间的连接方式进行限定，矩形插条的截面为正方形，同时也可采用多棱柱结构或者花键的结构，同样能够达到较好的固定效果，防止转台与三脚架之间发生相对转动，从而提高稳定性。同时通过上述设计又能够提高装配效率，在现场能够快速拆装以提高拍摄效率。进一步的，所述三脚架包括与固定台转动连接的连接块和铰接在连接块上且等圆心角设置的伸缩脚架。进一步的，所述伸缩脚架上设有弧形槽，三个伸缩脚架合并时所述弧形槽相接形成环状槽结构，通过在所述环状槽内设有胶圈进行约束。本技术的有益效果为：本技术通过可拆卸连接的能够便于拆卸和携带，在许多特殊的地区进行全景拍摄时，能够将每个部件拆卸后放入背包中，从而减轻携带设备的人员的负荷，同时也能够在拍摄地进行快速拆装。安装时，先将相机固定架或A定位模块的凸块插入对应的固定槽内，然后再插入螺杆进行固定。附图说明图1是本技术的正面的部分剖面的结构示意图；图2是本技术的三脚架和固定台部分结构的轴侧示意图；图3是本技术的的相机固定家的部分轴侧结构示意图。图中：1-三脚架，2-固定台，3-横杆，4-相机固定架，40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种野外三维图像采集系统，其特征在于：包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。

【技术特征摘要】
1.一种野外三维图像采集系统，其特征在于：包括具备GPS或北斗信号接收功能的全景拍照站和固定定位站；还包括用来从空中倾斜拍照采样的无人机，所述无人机对目标位置进行范围拍摄重叠率不小于30％的斜拍照片数据包和由全景拍照站依据固定定位站在地面拍摄的带有坐标的地面照片包一起发送至软件中拼接形成3D全景图。2.根据权利要求1所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述全景拍照站包括三脚架(1)和设置在所述三脚架(1)的固定台(2)，所述固定台(2)上设有横杆(3)；所述横杆(3)一端设有用于固定相机的相机固定架(4)，另一端设有用来定位的A定位模块(5)。3.根据权利要求2所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述横杆(3)两端端面均向内凹陷形成固定槽(6)；所述相机固定架(4)上设有插入固定槽(6)内进行卡接限位的凸块A；所述A定位模块(5)下部设有底座(7)，所述底座(7)一侧设有与对应一侧固定槽(6)插设卡接的凸块B；所述凸块A和凸块B上均设有通孔，并在横杆(3)上设有与通孔对应的定位孔(8)，通过向定位孔(8)中插入螺杆并穿过对应的通孔进行固定。4.根据权利要求3所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述相机固定架(4)包括底架(401)和设置在底架(401)上且可调节高度的立杆(402)，所述凸块A设置在底架(401)上；所述立杆(402)上转动连接有L型云台(403)，所述相机固定在L型云台(403)上。5.根据权利要求4所述的一种野外三维图像采集系统，其特征在于：所述底架(401)上设有升降孔(404)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑葳，尚劲宇，吴煜楠，王蓓红，
申请(专利权)人：北京大学，北京燕源文博信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11