[发明专利]基于步进分幅式成像的航摄仪及航摄成像的方法

权利要求书

1.基于步进分幅式成像的航摄仪，包括稳定平台(1)、左安装吊臂(2)、右安装吊臂(3)、定位定姿系统(12)、摆扫机构(13)和控制电路，其特征是；所述摆扫机构(13)包括电机(4)、入解锁舵机(5)、相机(6)、编码器(10)、相机安装板(9)、转接板(14)和入解锁销轴(15)；

所述稳定平台(1)上方通过转接板(14)安装定位定姿系统(12)，所述定位定姿系统(12)的中心与稳定平台(1)的转轴对齐，稳定平台(1)下方分别通过左安装吊臂(2)和右安装吊臂(3)吊装摆扫机构(13)，所述左安装吊臂(2)与电机(4)的定子固连，右安装吊臂(3)与编码器(10)固连，电机(4)的转子和编码器(10)的转轴与相机安装板(9)固连，所述相机(6)固定在相机安装板(9)下方，所述入解锁舵机(5)固定在相机安装板(9)内侧，所述入解锁销轴(15)一端与入解锁舵机(5)轴固连并随与入解锁舵机(5)轴摆动，入解锁销轴(15)的另一端与左安装吊臂(2)上的孔形成直线运动副；

所述控制电路用于控制电机(4)带动摆扫机构(13)运动，控制相机的转动，实现航摄仪的摆扫运动；

所述控制电路进行电机控制、相机拍照控制和相机拍照时刻编码器信息上传；所述控制电路包括MCU，分别与所述MCU连接的电机伺服驱动电路、电源模块、拍照信号读取端口、拍照指令输出端口、编码器读取端口、编码器信息存储单元、舵机控制及驱动电路和稳定平台入解锁信号端口。

2.根据权利要求1所述的基于步进分幅式成像的航摄仪，其特征在于，入解锁销轴(15)包括摆件(17)和滑杆(18)，所述摆件(17)的一端固连在入解锁舵机(5)轴上，并随所述入解锁舵机轴摆动，另一端与滑杆(18)的一端连接，所述滑杆(18)的另一端沿左安装吊臂(2)上的孔作直线运动。

3.根据权利要求1所述的基于步进分幅式成像的航摄仪，其特征在于，所述相机安装板(9)、左安装吊臂(2)和右安装吊臂(3)的材料为铝合金、钛合金、碳纤维复合材料或陶瓷中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于步进分幅式成像的航摄仪航摄成像的方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：

步骤一、在摆扫机构(13)开始工作前，相机(6)处在初始位置处，拍照信号读取端口从航摄仪的任务管理系统读取拍照信号，并传送至MCU，所述MCU接到拍照信号后，向相机(6)发送拍照指令，同时MCU通过编码器读取端口读取相机(6)的偏转角度，并将所述相机(6)的偏转角度存储到编码器信息存储单元；

步骤二、步骤一中MCU向相机(6)发送拍照的指令发送完毕后，等待相机曝光，曝光完成后，MCU控制电机伺服驱动电路驱动电机(4)带动摆扫机构(13)根据航摄任务管理系统设定的时间和摆扫角度间歇摆扫运动；

步骤三、所述摆扫机构(13)摆扫停止后，MCU再次向相机发送拍照指令，同时MCU通过编码器读取端口读取相机(6)的偏转角度，并将所述相机的偏转角度存储到编码器信息存储单元；

步骤四、重复步骤一至步骤三，直到一行拍照完成，在所述一行最后的拍照指令发送20ms后，MCU控制电机伺服驱动电路驱动电机(4)带动相机(6)回摆至初始位置，等待下一个行拍摄信号，POS系统会记录整个摆扫过程中相机的位置及姿态信息；

步骤五、拍照信号读取端口从航摄仪任务管理系统读取解锁信号，并传送至MCU，所述MCU接到解锁信号后，控制入解锁舵机(5)解锁，并通过稳定平台入解锁信号端口对稳定平台(1)发送解锁指令，摆扫机构(13)进入摆扫工作状态；

如果相机在一段时间内未接到拍照信号，MCU将控制电机伺服驱动电路驱动电机回到锁定位置，并控制入解锁舵机(5)入锁，并通过稳定平台入解锁信号端口对稳定平台发送入锁指令，摆扫机构(13)进入锁定状态。

5.根据权利要求4所述的航摄成像的方法，其特征在于，步骤二中，等待相机曝光的时间设定为大于等于20ms。

6.根据权利要求4所述的航摄成像的方法，其特征在于，步骤五中，一段时间内具体指：在连续5s以上未接到拍照信号。