一种室内建模无人机和基于VR摄影的室内建模方法技术

本发明专利技术提供一种室内建模无人机和基于VR摄影的室内建模方法，室内建模无人机通过无人机本体与全景相机支架之间设置自稳装置，能够很好的保持全景相机支架的平稳，从而使相机能够拍摄到稳定的实景，同时通过距离传感器测出的距离来解算出准确的空间坐标，从而得到没有遮挡、稳定的VR全景影像以及准确的建立点云三维模型。

An indoor modeling UAV and indoor modeling method based on VR photography

【技术实现步骤摘要】
一种室内建模无人机和基于VR摄影的室内建模方法
本专利技术涉及三维建模
，具体涉及基于VR摄影的室内建模方法和实现该方法的室内建模无人机。
技术介绍
在摄影领域，闻名遐迩的纪录片《航拍中国》到各类层出不穷的航拍摄影比赛，航拍无疑是无人机最广为人知的用途，但现有的航拍无人机却只能输出二维平面影像，由于机身的遮挡问题和飞行稳定性的问题，而无法拍摄得到真正的VR(VirtualReality)全景与空间建模的图像输出。因为VR摄影具有可360°全景观看的特性，所以在VR影视娱乐领域需要更完美的、更稳定的沉浸式体验。现市场上对于VR摄影领域的设备主要有VR全景相机和挂载VR全景相机的无人机或遥控车，其拍摄方法局限而又固定。同时，对于测绘建模，其设备主要由挂载多个相机的无人机进行航拍测绘，使用图像和空间信息进行点云建模。该领域对于建筑物的内部或是桥洞等GPS信号不好的室内无法进行摄影建模，现在都是人工补充信息进行建模。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种基于VR摄影的室内建模方法和实现该方法的室内建模无人机，能够得到更为稳定的VR全景以及室内建模。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种室内建模无人机，包括无人机本体、控制处理器、水平传感器、自稳装置、全景相机支架、相机、距离传感器和通信模块，所述相机和距离传感器均设有多个，并分别设置于全景相机支架上，所述相机和距离传感器分别连接控制处理器，所述控制处理器通过通信模块与地面控制站实现通信连接；所述全景相机支架通过自稳装置连接所述无人机本体，所述自稳装置包括X轴电机和Y轴电机，所述X轴电机连接所述全景相机支架，以带动全景相机支架沿X轴方向摆动，所述Y轴电机连接所述X轴电机，以带动X轴电机和全景相机支架沿Y轴方向摆动，所述水平传感器设置于无人机本体上以检测无人机本体的水平偏移量，并输出连接所述控制处理器，所述控制处理器控制连接所述自稳装置的X轴电机和Y轴电机，以控制X轴电机和/或Y轴电机的转轴的转动而使全景相机支架保持水平。进一步的，所述自稳装置还包括：底座、Y轴电机支撑座、轴承支座、X轴电机连接件和支架连接件，所述底座设置于无人机本体上，所述Y轴电机支撑座和轴承支座相对设置于底座上，所述Y轴电机设置于Y轴电机支撑座上，所述X轴电机连接件的一端连接所述Y轴电机的转轴，另一端通过轴承可转动的设置于轴承支座上，所述X轴电机设置于X轴电机连接件上，所述支架连接件的两端分别连接于X轴电机的转轴和全景相机支架上。进一步的，所述支架连接件包括二个支撑杆，所述X轴电机为双头电机，其转轴延伸出X轴电机的两端，二个支撑杆的一端分别连接全景相机支架，另一端分别连接于X轴电机的转轴的两端。进一步的，所述X轴电机连接件设有一限位槽，所述X轴电机的转轴上设有一摆臂，所述摆臂配合于限位槽内，以限制X轴电机的转轴的转动角度。进一步的，所述底座上还设有弹性减震垫，并通过弹性减震垫连接于无人机本体顶部。进一步的，所述全景相机支架是由多个连接杆拼接而成的立体框架结构，所述无人机本体设置于全景相机支架内，所述全景相机支架的上端、下端和周侧均设置有安装座，所述相机设置于安装座上。进一步的，所述距离传感器设置于全景相机支架的上端、下端和周侧。进一步的，所述距离传感器为激光测距仪。进一步的，所述通信模块为无线通信模块。一种基于VR摄影的室内建模方法，包括如下步骤：A1，提供上述所述的室内建模无人机，并与地面控制站实现通信连接；A2，控制所述室内建模无人机起飞，并在一定高度的空中进行定位；A3，完成定位后，控制所述室内建模无人机在预设路线执行飞行任务，相机和距离传感器分别拍摄实景和检测飞行距离；A4，根据距离传感器的检测数据解算出空间坐标；A5，通过相机拍摄的实景和相对应的空间坐标信息进行制作VR影像和建立点云三维模型。通过本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：通过无人机本体与全景相机支架之间设置自稳装置，能够很好的保持全景相机支架的平稳，从而使相机能够拍摄到稳定的实景，同时通过距离传感器测出的距离来解算出准确的空间坐标，从而得到没有遮挡、稳定的VR全景影像以及准确的建立点云三维模型。附图说明图1所示为实施例中室内建模无人机的立体示意图；图2所示为实施例中室内建模无人机的侧视图；图3所示为实施例中自稳装置的立体示意图；图4所示为实施例中自稳装置的侧视图；图5所示为实施例中自稳装置的结构分解示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。参照图1至图5所示，本实施例提供的一种室内建模无人机，包括无人机本体10、控制处理器(未示出)、水平传感器(未示出)、自稳装置20、全景相机支架30、相机41、距离传感器42和通信模块(未示出)，所述相机41和距离传感器42均设有多个，并分别设置于全景相机支架30上，所述相机41和距离传感器42分别连接控制处理器，所述控制处理器通过通信模块与地面控制站实现通信连接。所述全景相机支架30通过自稳装置20连接所述无人机本体10，所述自稳装置20包括X轴电机28和Y轴电机27，所述X轴电机28连接所述全景相机支架30，以带动全景相机支架30沿X轴方向摆动，所述Y轴电机27连接所述X轴电机28，以带动X轴电机28和全景相机支架30沿Y轴方向摆动，所述水平传感器设置于无人机本体10上以检测无人机本体10的水平偏移量，并输出连接所述控制处理器，所述控制处理器控制连接所述自稳装置20的X轴电机28和Y轴电机27，以控制X轴电机28和/或Y轴电机27的转轴的转动而使全景相机支架30保持水平。将多个相机41和距离传感器42分布设置于全景相机支架30上，全景相机支架30通过自稳装置20连接所述无人机本体10，当无人机本体10在飞行过程中发生倾斜时，水平传感器感应检测无人机本体10的水平偏移量，并输出至控制处理器，控制处理器根据偏移量控制X轴电机28和/或Y轴电机27而带动全景相机支架30做出补偿摆动，能够使全景相机支架30始终保持平稳状态。多个相机41可分别拍摄多个角度(如上、下、前、后、左、右)的实景，再后续进行拼接，能够形成无遮挡、稳定的VR全景；同时，通过距离传感器42能够精准的检测出该无人机的飞行矢量，进而可准确的解算出空间坐标，与拍摄的实景结合，建立点云三维模型，效率高。以解决VR摄影设备的遮挡、拍摄不稳定、拍摄方式局限和测绘建模在室内外模型联合建模上的技术瓶颈，和对于中低空的建模效率低下的问题。进一步的，本实施例中，所述自稳装置2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内建模无人机，其特征在于：包括无人机本体、控制处理器、水平传感器、自稳装置、全景相机支架、相机、距离传感器和通信模块，所述相机和距离传感器均设有多个，并分别设置于全景相机支架上，所述相机和距离传感器分别连接控制处理器，所述控制处理器通过通信模块与地面控制站实现通信连接；/n所述全景相机支架通过自稳装置连接所述无人机本体，所述自稳装置包括X轴电机和Y轴电机，所述X轴电机连接所述全景相机支架，以带动全景相机支架沿X轴方向摆动，所述Y轴电机连接所述X轴电机，以带动X轴电机和全景相机支架沿Y轴方向摆动，所述水平传感器设置于无人机本体上以检测无人机本体的水平偏移量，并输出连接所述控制处理器，所述控制处理器控制连接所述自稳装置的X轴电机和Y轴电机，以控制X轴电机和/或Y轴电机的转轴的转动而使全景相机支架保持水平。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内建模无人机，其特征在于：包括无人机本体、控制处理器、水平传感器、自稳装置、全景相机支架、相机、距离传感器和通信模块，所述相机和距离传感器均设有多个，并分别设置于全景相机支架上，所述相机和距离传感器分别连接控制处理器，所述控制处理器通过通信模块与地面控制站实现通信连接；
所述全景相机支架通过自稳装置连接所述无人机本体，所述自稳装置包括X轴电机和Y轴电机，所述X轴电机连接所述全景相机支架，以带动全景相机支架沿X轴方向摆动，所述Y轴电机连接所述X轴电机，以带动X轴电机和全景相机支架沿Y轴方向摆动，所述水平传感器设置于无人机本体上以检测无人机本体的水平偏移量，并输出连接所述控制处理器，所述控制处理器控制连接所述自稳装置的X轴电机和Y轴电机，以控制X轴电机和/或Y轴电机的转轴的转动而使全景相机支架保持水平。


2.根据权利要求1所述的室内建模无人机，其特征在于：所述自稳装置还包括：底座、Y轴电机支撑座、轴承支座、X轴电机连接件和支架连接件，所述底座设置于无人机本体上，所述Y轴电机支撑座和轴承支座相对设置于底座上，所述Y轴电机设置于Y轴电机支撑座上，所述X轴电机连接件的一端连接所述Y轴电机的转轴，另一端通过轴承可转动的设置于轴承支座上，所述X轴电机设置于X轴电机连接件上，所述支架连接件的两端分别连接于X轴电机的转轴和全景相机支架上。


3.根据权利要求2所述的室内建模无人机，其特征在于：所述支架连接件包括二个支撑杆，所述X轴电机为双头电机，其转轴延伸出X轴电机的两端，二个支撑杆的一端分别连接全景相机支架，另一端分别连接于X轴电机的转轴的两端。

【专利技术属性】
技术研发人员：柯江岩，林晨，成博文，陈源，何金程，吴振鑫，王伙，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建;35