[发明专利]一种摆扫式多视角航空倾斜摄影相机及成像方法

说明书

本发明公开了一种摆扫式多视角航空倾斜摄影相机及成像方法，其结构包括：挂载于飞行器的基座，通过俯仰轴连接于基座的俯仰环架，通过横滚轴连接于俯仰环架的横滚环架，驱动俯仰轴的俯仰轴伺服电机，驱动横滚轴的横滚轴伺服电机，以及固定于横滚环架的垂直摄影单元与倾斜摄影单元。本航空倾斜摄影相机拍摄面积大，拍摄效率高，可实现最多九个方向的倾斜摄影，解决了大速高比飞行条件下的大视场高分辨率立体测绘技术难题，并具有抗飞机姿态扰动的能力。

技术领域

本发明涉及一种航空倾斜摄影相机，具体涉及一种能够在大速高比飞行条件下实现大视场高分辨率立体测绘的航空倾斜摄影相机及成像方法。

背景技术

倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正摄影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从不同的角度采集影像，它不仅能够真实地反映地物情况，高精度地获取物方纹理信息，还可通过先进的定位、融合、建模等技术，生成真实的三维城市模型。

目前使用的航空倾斜摄影装置普遍采用多个内置相机，通过不同角度的摆放，实现多个角度拍摄，以获取地面的全景图像。或者为了减少整机重量和成本，采用转动内置相机实现多角度拍摄。

中国专利201310019024.7公开了一种经济型机载倾斜数码航空摄影系统，该系统包括前、后、左、右四个倾斜摄影单元、一个垂直摄影单元、连接底板、微型GPS导航仪、系统控制器八部分组成。各摄影单元均由CCD工作相机、相机固定件、相机旋转座、相机防护罩组成，四个倾斜摄影单元可绕连接底板平面旋转多个角度，垂直摄影单元垂直固定于连接底板平面；相机控制线、电源线通过分线盒与系统控制器相连，GPS导航仪数据输出端口与系统控制器相连。系统各器件除控制器外均固定在连接底板上，系统通过系统控制器实现等时或等距摄影及GPS导航数据同步获取。该系统通过旋转摄影单元，实现多个角度拍摄，以获取地面的全景图像。

中国专利201510789184.9公开了一种单相机倾斜图像采集装置及采集方法。装置包括相机、连接飞行器的第一旋转关节以及连接相机的第二旋转关节；第一旋转关节包括电机一和旋转臂一，第二旋转关节包括电机二和旋转臂二；电机一连接旋转臂一固定端，旋转臂一自由端连接电机二，电机二连接旋转臂二固定端，相机固定安装在旋转臂二自由端；电机一带动旋转臂一沿第一方向转动，以调整相机的第一倾斜角度；电机二带动旋转臂二沿第二方向转动，以调整相机的第二倾斜角度；第一方向面与第二方向垂直。

上述技术方案的缺陷在于：

1、相机转动周期长，无法在大速高比飞行条件下进行大视场成像；

2、无法实现像移补偿，在大速高比飞行或较长曝光时间条件下，拍摄质量会严重下降；

3、为获得高清晰度图像，需要外接稳定平台，严重限制设备外包络，增加整体体积重量。

发明内容

本发明解决了大速高比飞行条件下的大视场高分辨率立体测绘技术难题，并具有抗飞机姿态扰动的能力，解决思路如下：