[發明專利]一種傾斜攝影三維建模的拍攝方法及其裝置

在審

• 申請號: 202010783304.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111846267A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 楊長豐
• 申請（專利權）人: 成都市玄上科技有限公司
• 主分類號: B64D47/08
• 分類號: B64D47/08;G01C11/02;B64C39/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種傾斜攝影三維建模的拍攝方法及其裝置，它是采用對目標區進行弓字形航線飛行，在飛行過程中，云臺控制器控制俯仰軸電機、橫滾軸電機和方向軸電機將相機鏡頭指向設定角度，觸發相機快門拍攝，同時記錄拍攝時的空間位置坐標信息，拍攝角度為：前方45度、正下方90度、后方45度、左側45度、右側45度，依次循環拍攝；飛行器對目標區進行一次弓字形航線飛行，即可采集五個角度的拍照數據采集，采用單鏡頭相機安裝在有俯仰軸、橫滾軸和方向軸可三維旋轉的三軸云臺上，其體積小、重量輕、造價低，安裝在小型無人機上，對目標區進行一次弓字形航線飛行，即可完成三維建模的數據采集。

技術領域

本發明涉及傾斜攝影技術領域，特別是一種傾斜攝影三維建模的拍攝方法及其裝置。

背景技術

傾斜攝影技術是國際攝影測量領域近十幾年發展起來的一項高新技術，該技術通過從一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側視的高分辨率紋理。它不僅能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物紋理信息，還可通過先進的定位、融合、建模等技術，生成真實的三維城市模型。

目前，運用無人機進行三維地理信息重建時，需要相機以五個不同角度各拍一張相片。這五個角度分別是前45度、后45度、左45度、右45度和垂直向下。傳統拍攝方法有以下兩種：

在飛行器上同時安裝五臺相機，分別調整為以上五個角度，無人機飛到拍照點時，五臺相機同時曝光得到五張航片。此技術的缺點是五臺相機一起安裝所占體積和重量都比較大，小型無人機無法安裝使用。如在大型固定翼無人機或多旋翼無人機上安裝，會因大載重，嚴重影響無人機的續航時間。

在飛行器上安裝一臺相機,角度調整至以上五個角度之一，飛完一個架次后，人工將相機調整至另一個角度安裝，沿著上一個架次的航線再飛一遍，同一條航線飛行五個架次后即可完成數據采集。此技術的缺點是同一條航線要飛五次才能采集完各角度的相片，效率低下。

發明內容

為解決上述背景技術中的問題，本發明提供一種傾斜攝影三維建模的拍攝方法及其裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種傾斜攝影三維建模的拍攝方法，將單鏡頭相機安裝在設有俯仰軸、橫滾軸和方向軸可三維旋轉的三軸云臺上，搭載三軸云臺的飛行器對目標區沿弓字形航線飛行過程中，通過云臺控制器分別控制俯仰軸電機、橫滾軸電機和方向軸電機將相機鏡頭指向設定角度后，觸發相機快門拍攝，同時記錄拍攝時的空間位置坐標信息；相機拍攝方向角度為：前方45度、正下方90度、后方45度、左側45度、右側45度五個不同視角的拍攝；飛行器在對目標區進行弓字形航線飛行過程中，連續進行五個視角的拍攝。

進一步，所述五個不同視角的拍攝順序可以為不同排序，設定拍攝角度排序后，飛行器在對目標區進行弓字形航線飛行過程中，就依此設定拍攝角度排序循環拍攝。

進一步，所述云臺控制器根據設置的兩次拍攝之間的間隔時長、每個拍攝方向角度的俯仰軸電機、橫滾軸電機和方向軸電機的位置參數，分別向俯仰軸電機、橫滾軸電機和方向軸電機發出設定的1000～2000us的PWM信號，采用脈沖寬度調制控制方式控制俯仰軸電機、橫滾軸電機和方向軸電機做出相應的動作，使相機鏡頭指向設定角度，然后發出開關信號觸發相機快門拍攝，同時記錄拍攝時相機的空間位置坐標信息。

進一步，在所述循環拍攝過程中，采用時間控制方式控制相機快門，兩次拍攝之間的間隔時長可根據拍攝重疊度確定，間隔時長的計算公式如下：

間隔時長：T=L/5V

其中L為飛行航線攝影基線長度：L=Bx*Px

式中：T為間隔時長(單位s)；L為飛行航線攝影基線長度（單位m）；V為飛行平均速度（單位m/s）；Bx 為航線基線長度（單位m）；Px為拍攝重疊度（單位％）。