[发明专利]一种基于多角度倾斜摄影装置的三维建模数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种基于多角度倾斜摄影装置的三维建模数据采集方法。

背景技术

近年来，国际地理信息领域将传统航空摄影技术和数字地面采集技术结合起来，发展了一种称为机载多角度倾斜摄影的高新技术，简称倾斜摄影技术。倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台或多种传感器，同时从多个角度采集地面影像，从而克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行拍摄的局限性，能够更加真实地反映地物的实际情况，弥补了正射影像的不足，通过整合POS,DSM及矢量等数据，实现基于影像密集匹配的三维建模技术。

现有的倾斜拍摄装置多为五相机拍摄，将相机固定在无人机上，无人机起飞后，相机能稳定获取地面数据。这种相机能够获取多角度的拍摄数据，但是这种装置由于要搭载5个相机，整体重量较大，导致无人机续航能力受到严重制约，其次，由于相机角度不能调整，拍摄范围有限，飞行路径较密，整体工作效率较低。

中国专利(CN 104880177 A)公开了一种多角度无人航测系统，所述多角度无人航测系统设置有六旋翼无人机，所述六旋翼无人机上面搭载有五个镜头组成的多视角倾斜相机；所述多视角倾斜相机包括：摄影单元、控制单元和挂载单元；所述六旋翼无人机包括：无人机飞行平台系统、GPS导航系统、飞行控制系统、遥感摄影系统、地面控制系统、信号传输系统。该装置利用5个相机分别进行拍摄，存在上述的较多缺点。

经过进一步检索，发现两相机倾斜摄影相关专利(CN 105292509 A)，该专利公开了一种无人机双相机多角度拍摄支撑装置，包括框架、控制装置、电机、舵机、支撑轴、转架、限位件、插销，所述转架的两端分别与框架的两个短边件铰链，舵机固定在转架的一端，且舵机下部通过支撑轴与框架固定连接，插销穿过框架、支撑轴，使支撑轴在框架上定位，双相机固定在框架内，转架顶部固定在无人机底部，所述控制装置连接电机，电机连接舵机，所述限位件固定在框架的一个短边件上，且位于舵机的两侧，所述控制装置控制电机，电机驱动舵机，使舵机带动转架旋转，从而使双相机在框架上实现多角度拍摄；当转架旋转时，通过限位件能确定转架的旋转角度。

该支架采用两相机进行拍摄，通过控制装置控制相机之间的角度，实现拍摄角度的改变，但是其单方向转动的拍摄范围有限，重复率较低，数据采集不全，后期三维建模时难以获得完整三维图像。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中五相机摄影装置重量大、续航时间短不足，提供了一种基于多角度倾斜摄影装置的三维建模数据采集方法。本发明采用双相机大大减轻了摄影装置重量，提高了续航能力，而且能够实现较高的拍摄重复率，保证了三维建模的准确性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于多角度倾斜摄影装置的三维建模数据采集方法，包括无人机体、设置在无人机体底部的增稳云台，以及航拍云台和航测单元，所述航测单元中心对称设置有支撑板和相机，所述相机安装在支撑板外端，两个相机之间的拍摄夹角为35～70°；所述航拍云台安装在增稳云台上，该航拍云台用于驱动航测单元在竖直面和水平面内转动。

其数据采集过程为：

步骤1、根据无人机类型、飞行高度规划飞行路径；

步骤2、通过飞控装置控制无人机飞行至指定高度，然后启动无人机按照规划路径自主飞行；

步骤3、航测单元从第一种姿态开始拍摄采集数据，第一舵机控制航测单元完成4个角度的拍摄数据采集；

步骤4、控制第二舵机垂直方向转动，其中一相机拍摄竖直方向，通过第一舵机控制航测单元完成5个角度的拍摄数据采集；

步骤5、在无人机飞行过程中，重复步骤三、步骤四的拍摄过程至完成目标对象的数据采集，降落无人机。

作为本发明更进一步的改进，所述的无人机体下方设置有起落架，用于支撑无人机体并防止航测单元触地。

作为本发明更进一步的改进，所述增稳云台的支架通过螺栓固定在无人机体上，第一舵机外部套装有支撑座，通过该支撑座把第一舵机与增稳云台相连接。

作为本发明更进一步的改进，所述增稳云台为三轴增稳云台。

作为本发明更进一步的改进，所述航拍云台包括通过中间载体相连的第一舵机和第二舵机，所述第二舵机转动轴与航测单元相连。

作为本发明更进一步的改进，所述第一舵机用于驱动中间载体和第二舵机在水平面内360°转动；第二舵机用于控制航测单元在竖直面内转动。