[發明專利]一種基于多角度傾斜攝影裝置的三維建模數據采集方法

在審

• 申請號: 201710524746.6
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107168358A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 王楠楠;卓磊;呂萬德;卞雪菲;秦亞興
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市賽迪智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所32207
• 代理人: 蔣海軍,胡鋒鋒

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，更具體地說，涉及一種基于多角度傾斜攝影裝置的三維建模數據采集方法。

背景技術

近年來，國際地理信息領域將傳統航空攝影技術和數字地面采集技術結合起來，發展了一種稱為機載多角度傾斜攝影的高新技術，簡稱傾斜攝影技術。傾斜攝影技術通過在同一飛行平臺上搭載多臺或多種傳感器，同時從多個角度采集地面影像，從而克服了傳統航空攝影技術只能從垂直角度進行拍攝的局限性，能夠更加真實地反映地物的實際情況，彌補了正射影像的不足，通過整合POS,DSM及矢量等數據，實現基于影像密集匹配的三維建模技術。

現有的傾斜拍攝裝置多為五相機拍攝，將相機固定在無人機上，無人機起飛后，相機能穩定獲取地面數據。這種相機能夠獲取多角度的拍攝數據，但是這種裝置由于要搭載5個相機，整體重量較大，導致無人機續航能力受到嚴重制約，其次，由于相機角度不能調整，拍攝范圍有限，飛行路徑較密，整體工作效率較低。

中國專利(CN 104880177 A)公開了一種多角度無人航測系統，所述多角度無人航測系統設置有六旋翼無人機，所述六旋翼無人機上面搭載有五個鏡頭組成的多視角傾斜相機；所述多視角傾斜相機包括：攝影單元、控制單元和掛載單元；所述六旋翼無人機包括：無人機飛行平臺系統、GPS導航系統、飛行控制系統、遙感攝影系統、地面控制系統、信號傳輸系統。該裝置利用5個相機分別進行拍攝，存在上述的較多缺點。

經過進一步檢索，發現兩相機傾斜攝影相關專利(CN 105292509 A)，該專利公開了一種無人機雙相機多角度拍攝支撐裝置，包括框架、控制裝置、電機、舵機、支撐軸、轉架、限位件、插銷，所述轉架的兩端分別與框架的兩個短邊件鉸鏈，舵機固定在轉架的一端，且舵機下部通過支撐軸與框架固定連接，插銷穿過框架、支撐軸，使支撐軸在框架上定位，雙相機固定在框架內，轉架頂部固定在無人機底部，所述控制裝置連接電機，電機連接舵機，所述限位件固定在框架的一個短邊件上，且位于舵機的兩側，所述控制裝置控制電機，電機驅動舵機，使舵機帶動轉架旋轉，從而使雙相機在框架上實現多角度拍攝；當轉架旋轉時，通過限位件能確定轉架的旋轉角度。

該支架采用兩相機進行拍攝，通過控制裝置控制相機之間的角度，實現拍攝角度的改變，但是其單方向轉動的拍攝范圍有限，重復率較低，數據采集不全，后期三維建模時難以獲得完整三維圖像。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中五相機攝影裝置重量大、續航時間短不足，提供了一種基于多角度傾斜攝影裝置的三維建模數據采集方法。本發明采用雙相機大大減輕了攝影裝置重量，提高了續航能力，而且能夠實現較高的拍攝重復率，保證了三維建模的準確性。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種基于多角度傾斜攝影裝置的三維建模數據采集方法，包括無人機體、設置在無人機體底部的增穩云臺，以及航拍云臺和航測單元，所述航測單元中心對稱設置有支撐板和相機，所述相機安裝在支撐板外端，兩個相機之間的拍攝夾角為35～70°；所述航拍云臺安裝在增穩云臺上，該航拍云臺用于驅動航測單元在豎直面和水平面內轉動。

其數據采集過程為：

步驟1、根據無人機類型、飛行高度規劃飛行路徑；

步驟2、通過飛控裝置控制無人機飛行至指定高度，然后啟動無人機按照規劃路徑自主飛行；

步驟3、航測單元從第一種姿態開始拍攝采集數據，第一舵機控制航測單元完成4個角度的拍攝數據采集；

步驟4、控制第二舵機垂直方向轉動，其中一相機拍攝豎直方向，通過第一舵機控制航測單元完成5個角度的拍攝數據采集；

步驟5、在無人機飛行過程中，重復步驟三、步驟四的拍攝過程至完成目標對象的數據采集，降落無人機。

作為本發明更進一步的改進，所述的無人機體下方設置有起落架，用于支撐無人機體并防止航測單元觸地。

作為本發明更進一步的改進，所述增穩云臺的支架通過螺栓固定在無人機體上，第一舵機外部套裝有支撐座，通過該支撐座把第一舵機與增穩云臺相連接。

作為本發明更進一步的改進，所述增穩云臺為三軸增穩云臺。

作為本發明更進一步的改進，所述航拍云臺包括通過中間載體相連的第一舵機和第二舵機，所述第二舵機轉動軸與航測單元相連。

作為本發明更進一步的改進，所述第一舵機用于驅動中間載體和第二舵機在水平面內360°轉動；第二舵機用于控制航測單元在豎直面內轉動。