[實用新型]一種基于無人機平臺的四相機大幅面遙感載荷系統

有效

• 申請號: 201320849002.9
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN203758509U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 龔建華;葉磊;戴玉成;李毅;納森
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本實用新型是關于一種遙感載荷系統，特別是關于一種基于無人機平臺的四相機大幅面遙感載荷系統。

背景技術

目前，航空航測主要分為基于有人駕駛飛機承載的大飛行平臺與大幅面的測量相機航測和基于無人機（Unmanned Aerial Vehicle，簡稱UAV）與普通數碼相機組合構件的低空航測。其中，基于有人駕駛飛機承載的大飛行平臺與大幅面的測量相機航測，由于技術原因直接生產大幅面的測量相機仍存在一定困難，并且大幅面的測量相機體積龐大、價格不菲、對搭載平臺要求較為苛刻，其搭載平臺是需要有人駕駛的大飛行平臺，而有人駕駛的大飛行平臺需要解決對起飛降落場地需求、空域管制等一系列問題。基于無人機和普通數碼相機組合構件的低空航測因其具有低空飛行、費用低、機動靈活性強等優點，當前正處于快速發展的成長期，作為一項新興技術被社會廣泛認可和推廣。

然而，目前市場上大多數無人機航拍系統都是在無人機上搭載一臺普通數碼相機，相機幅面大小一般在3000(像素)x4000(像素)～4000(像素)x5000(像素)左右，幅面小。若想要從單幅影像中獲得較大范圍的地面覆蓋圖像就必然要求增加航高，然而增加航高勢必導致拍攝精度降低，這是一對矛盾統一體。通過實踐可知，若保證在一定影像比例尺精度的情況下拍攝，目前采用的單相機系統，在航拍作業時需要布設更多的航線以及更多曝光站點，因此航拍作業效率非常低。因此，有必要設計一種將相機拍攝幅面擴大的基于無人機平臺遙感載荷系統。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供能夠通過四個按照設定原則放置的相機拍攝一個大幅面的單投影中心的虛擬影像的一種基于無人機平臺的四相機大幅面遙感載荷系統。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種基于無人機平臺的四相機大幅面遙感載荷系統，其特征在于：它包括第一相機、第二相機、第三相機、第四相機、剛性平臺和同步曝光控制系統；所述第一相機設置在所述剛性平臺前部，所述第四相機設置在所述剛性平臺后部，所述第二相機設置在所述第一相機與所述第四相機之間的所述剛性平臺的左中部，所述第三相機設置在所述第一相機與所述第四相機之間的所述剛性平臺右中部；且所述第四相機的主光軸豎直向下，所述第一相機的主光軸朝所述第四相機的主光軸前下方向傾斜13.48°，所述第二相機的主光軸朝所述第四相機的主光軸右下方向傾斜20°，所述第三相機的主光軸朝所述第四相機的主光軸左下方向傾斜20°；所述同步曝光控制系統也設置在所述剛性平臺上，所述同步曝光控制系統分別連接并控制所述第一相機、所述第二相機、所述第三相機和所述第四相機。

所述第一相機、所述第二相機、所述第三相機和所述第四相機均采用數碼相機。

所述第一相機和所述第四相機鏡頭的中心點連線與所述第二相機和所述第三相機鏡頭的中心點連線正交，且所述第一相機和所述第四相機、所述第二相機和所述第三相機分別關于交點中心對稱。

本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點：本實用新型采用四臺普通非量測數碼相機組合而成，四臺相機緊密分布排列，且其中前部相機、左部相機和右部相機的主光軸各自成一定角度傾斜，相機主光軸豎直向下，從而保證了獲取影像具有一定重疊度，進而可以經過幾何糾正和影像拼接過程的處理，合成一個單投影中的虛擬影像。同時通過設置在剛性平臺上的同步曝光控制系統控制四臺相機拍攝圖像同時曝光，既可以經過幾何糾正和影像拼接過程的處理，合成一個單投影中的虛擬影像，又可以多度重疊覆蓋拍攝面積，使得在等同飛行航高的條件下，航帶影像的高質量地面覆蓋寬度增加1.5倍以上，從而達到有效提高飛行作業效率的目的。本實用新型搭載在低空飛行的無人飛行器平臺上進行低空飛行測圖作業，由于本實用新型采用普通的相機因此成本較低、且四個相機同時拍攝圖片可以實現高效率、高精度地完成航拍作業。本實用新型可以廣泛用于航空拍攝領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的四相平面機布局示意圖

圖2是本實用新型的四相平面機三維透視示意圖

圖3是本實用新型的四相機主光軸方向側視圖

圖4是本實用新型的四相機鏡頭拍攝原始影像示意圖

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。需要說明的是，下文中的“前部”定義為無人機飛行器前進的方向。

如圖1、圖2所示，本實用新型包括第一相機1、第二相機2、第三相機3、第四相機4、剛性平臺5和同步曝光控制系統6。