[發(fā)明專利]一種組合相機(jī)、圖像采集方法及航空器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110366537.X
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113271409B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳洪生;董雪松;姜子揚(yáng);王新宇;趙姝巖;方解石;倪志斌
• 申請（專利權(quán)）人: 南京極目機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/225;H04N5/247;B64C39/02;B64D47/08
• 代理公司: 蘇州友佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32351
• 代理人: 儲振

本發(fā)明涉及圖像識別技術(shù)領(lǐng)域，并揭示了一種組合相機(jī)、圖像采集方法及航空器；該組合相機(jī)被航空器所搭載，并包括位于豎直平面且弧形排布的若干相機(jī)，相機(jī)所具有的視場角至少相互銜接并沿相機(jī)排布方向由外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐漸提高，各個(gè)相機(jī)所獨(dú)立形成的子焦平面水平布置，以形成位于同一水平面的目標(biāo)焦平面。通過本發(fā)明，顯著地降低了組合相機(jī)的制造及使用成本，實(shí)現(xiàn)了大寬幅高通量高分辨率的地塊信息測繪及對地塊中的目標(biāo)物及目標(biāo)物所包含的若干特征物的檢測；同時(shí)顯著地減少了目標(biāo)物及目標(biāo)物所包含的若干特征物的圖像畸變，降低了對后續(xù)多個(gè)大寬幅圖像執(zhí)行拼接操作以形成完整地塊圖片中所包含的圖片內(nèi)容過程中的計(jì)算開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合相機(jī)、圖像采集方法及航空器。

背景技術(shù)

在航空器圖像識別技術(shù)領(lǐng)域中，采用CCD或者CMOS等成像元件的數(shù)碼相機(jī)以航拍形式進(jìn)行圖像采集是目前測繪領(lǐng)域中的主流技術(shù)之一。高分辨率圖像是識別地面目標(biāo)的必備條件。基于成像元件制程、X/Y 尋址及制造成本等諸多方面的限制，現(xiàn)有技術(shù)中的成像元件通常被封裝呈矩形，其采集并形成的圖像也通常為矩形。例如，全畫幅相機(jī)的CMOS 芯片尺寸為36×24mm。因此在一定高度上利用航空器(例如旋翼無人機(jī))對地塊進(jìn)行測繪時(shí)也只能形成矩形圖像，從而導(dǎo)致采用單一的數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行航拍測繪時(shí)無法形成寬畫幅圖像，且不滿足寬視場拍攝需求。

雖然諸如公告號CN207051657U的中國實(shí)用新型專利公開的一種大視場復(fù)眼結(jié)構(gòu)的相機(jī)鏡頭排列結(jié)構(gòu)，能夠大視場、高像素的拍攝，但該現(xiàn)有技術(shù)依然存在相機(jī)數(shù)量較大、制造及使用成本較高的缺陷；更為重要的是，上述現(xiàn)有技術(shù)事實(shí)上無法應(yīng)用于航空器測繪領(lǐng)域，尤其是在使用無人航空器在低空范圍中對地塊進(jìn)行測繪應(yīng)用場景中。前述現(xiàn)有技術(shù)還存在使用相機(jī)數(shù)量過多的缺陷，且各個(gè)相機(jī)所形成的視場會產(chǎn)生較大的重疊，不利于后續(xù)照片的拼接處理及對全部照片中的內(nèi)容予以識別的技術(shù)缺陷。

有鑒于此，有必要對現(xiàn)有技術(shù)中基于無人機(jī)等航空器對面目標(biāo)進(jìn)行識別過程中的攝像裝置及圖像采集方法予以改進(jìn)，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于揭示一種組合相機(jī)、圖像采集方法及航空器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用多個(gè)相機(jī)對地塊進(jìn)行低空航空測繪以識別地塊中的待識別目標(biāo)物或者目標(biāo)物中所包含的若干特征物時(shí)所存在的依賴相機(jī)數(shù)量過度及對相機(jī)的圖像傳感器價(jià)格高昂的技術(shù)問題，并減少圖像畸變，提高對各種復(fù)雜輪廓地形進(jìn)行測繪適應(yīng)性。

為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種組合相機(jī)，被航空器所搭載，包括：

位于豎直平面且弧形排布的若干相機(jī)，相機(jī)所具有的視場角至少相互銜接并沿相機(jī)排布方向由外側(cè)向內(nèi)側(cè)逐漸提高，各個(gè)相機(jī)所獨(dú)立形成的子焦平面水平布置，以形成位于同一水平面的目標(biāo)焦平面。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)焦平面位于地塊與位于地塊中的目標(biāo)物頂部上方所設(shè)定的隔離平面之間，所述隔離平面與目標(biāo)物頂部形成隔離距離。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)焦平面位于地塊中的目標(biāo)物所包含的特征物與目標(biāo)物頂部之間。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述組合相機(jī)還包括驅(qū)動系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括：

姿態(tài)檢測單元，視場角調(diào)節(jié)單元及對焦處理單元；

姿態(tài)檢測單元檢測飛行高度參數(shù)，基于目標(biāo)物高度與目標(biāo)成像寬幅確定組合相機(jī)所形成的總視場角，并通過所述視場角調(diào)節(jié)單元對相鄰相機(jī)的視場角執(zhí)行拼接，以使得相鄰相機(jī)所具有的視場角至少相互銜接；

對焦處理單元接收目標(biāo)物高度及飛行高度參數(shù)，根據(jù)相機(jī)沿弧形方向的排布角度，同步各個(gè)相機(jī)所形成的子焦平面的焦距，以形成位于同一水平面的目標(biāo)焦平面；

其中，目標(biāo)成像寬幅由組合相機(jī)中各個(gè)相機(jī)獨(dú)立形成的成像寬幅組成，所述飛行高度參數(shù)包括航空器與地塊之間形成的絕對高度或者航空器與地塊中目標(biāo)物頂部之間形成的相對高度。