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申请/专利权人：北京帝信科技有限公司

摘要：本发明属于无人机领域，具体涉及一种倾斜摄影航摄仪装置，包括上壳体、下壳体、摄像头群以及设置在所述的上壳体以及下壳体间功能模块单元；所述的下壳体下方设置有凸出的固定槽用以容纳所述的摄像头群；所述的摄像头群包括幕帘平行于所述的下壳体平面的正摄摄像头以及与设置在所述的正摄摄像头环周的四个倾斜摄像头；所述的倾斜摄像头的幕帘与所述的下壳体的平面的夹角为α，且30°≤α≤45°。本发明通过在消费级无人机例如精灵4上搭载本发明的倾斜摄影航摄仪装置，可实现单人携带倾斜作业系统，单人到达指定作业区域，单人展开指定区域的倾斜摄影拍照工作。从而可以快速高效精确的完成任务。

主权项：1.一种倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，包括上壳体、下壳体、摄像头群以及设置在所述的上壳体以及下壳体间功能模块单元；所述的下壳体下方设置有凸出的固定槽用以容纳所述的摄像头群；所述的摄像头群包括幕帘平行于所述的下壳体平面的正摄摄像头以及与设置在所述的正摄摄像头环周的四个倾斜摄像头；所述的倾斜摄像头的幕帘与所述的下壳体的平面的夹角为α，且30°≤α≤45°；所述的摄像头群去掉了镜头防抖及对焦功能；用于容纳所述的正摄摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为6-12mm，用于容纳所述的倾斜摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为9-15mm；所述的功能模块单元包括主板群、姿态定时拍照模块、功能模块、开机模块、电池模块以及存储模块；快门采用独立的电子同步快门触发器；其集成在姿态定时拍照模块内，由程序触发；所述的主板群为相互叠加的5个主板形成的立方体，每个所述的主板与所述的下壳体平行；所述的主板群固定在所述的上壳体上；所述的姿态定时拍照模块固定在所述的主板群的下方；叠加的所述的主板中间留有用于放置所述的电池模块的空穴；所述的功能模块及开机模块分别设置在所述的下壳体的前后两侧；所述的存储模块设置在上壳体的左右两侧及前侧底部；所述的倾斜摄影航摄仪装置本身需增加了自动控制拍照系统及位置姿态系统，在搭载无人机时，倾斜摄影航摄仪装置独立成为一套系统，可以不通过飞控控制，用自身的姿态定时拍照控制系统触发拍照，记录下每张照片的经度、纬度、高度信息；同时，倾斜摄影航摄仪装置保留飞控接口，有飞控可以输出触发信号的，可以直接用飞控来控制倾斜摄影航摄仪装置拍照；所述的姿态定时拍照模块为本倾斜摄影航摄仪装置提供经度、维度、高度位置信息，并按照指定时间间隔发出拍照指令给主板群，主板群收到一次拍照指令后控制摄像头群拍照一次，每次拍照的照片存储到主板群的内置存储或TF卡存储模块内，每次拍照的位置信息记录到姿态定时拍照模块的内置存储器内。

全文数据：倾斜摄影航摄仪装置技术领域[0001]本发明属于无人机领域，具体涉及一种倾斜摄影航摄仪装置。背景技术[0002]轻小型旋翼无人机尤其是消费级别的无人机应用成熟度高，操控简单，上手容易，市场占有率高。轻小型旋翼无人机一般带一个镜头，进行倾斜摄影航飞时，一般需要飞5遍，分别是垂直向下和前后左右5次飞行，这样浪费时间，又不能做到同时曝光，后期数据处理难度大。[0003]同时，轻小型旋翼无人机虽然操作简单，但是载重量低，因此研发一种摄影航摄仪既要操作简单又要重量轻，这样才可以在市场上大面积应用。发明内容[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种倾斜摄影航摄伩装置。[0005]本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：[0006]—种倾斜摄影航摄仪装置，包括上壳体、下壳体、摄像头群以及设置在所述的上壳体以及下壳体间功能模块单元;所述的下壳体下方设置有凸出的固定槽用以容纳所述的摄像头群;所述的摄像头群包括幕帘平行于所述的下壳体平面的正摄摄像头以及与设置在所述的正摄摄像头环周的四个倾斜摄像头;所述的倾斜摄像头的幕帘与所述的下壳体的平面的夹角为Q，且30°a45°。[0007]用于容纳所述的正摄摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为6-12mm，用于容纳所述的倾斜摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为9-15mm。[0008]四个所述的倾斜摄像头在所述下壳体平面内相互背向倾斜;其中2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向平行，另外2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向垂直。[0009]所述的功能模块单元包括主板群、姿态定时拍照模块、功能模块、开机模块、电池模块以及存储模块。[0010]所述的主板群为相互叠加的5个主板形成的立方体，所述的主板与所述的下壳体平行;所述的主板群固定在所述的上壳体上;所述的姿态定时拍照模块固定在所述的主板群的下方;叠加的所述的主板中间留有用于放置所述的电池模块的空穴;所述的功能模块及开机模块分别设置在所述的下壳体的前后两侧;所述的存储模块设置在上壳体的左右两侧及前侧底部。[0011]所述的开机模块的开机按钮分别连接到主板群的每个主板的开机电路，所述的开机模块的状态指示灯分别连接到主板群的每个主板的工作状态电路；[0012]所述的功能模块的电源接口分别连接到所述的主板群的每个主板的供电接口以及姿态定时拍照模块的供电接口；姿态定时拍照模块的GPS信号线路与功能模块的功能接口GPS针脚线路部分连接;姿态定时拍照模块串口线路与功能模块的功能接口串口针脚线路部分连接；[0013]所述的姿态定时拍照模块还包括电子同步快门触发器；[0014]电池模块分别与所述的主板群的每个主板的供电接口通过关机按钮连接;与姿态定时拍照模块的供电接口通过拍照按钮连接;与功能模块的外置电源接口连接；[0015]摄像头群及存储模块分别通过柔性排线与主板群的每个主板连接；[0016]所述的上壳体通过减震球与碳板连接;所述的碳板用于与无人机底部连接。[0017]所述的上壳体的两侧设置有散热孔。[0018]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0019]通过在消费级无人机例如精灵4上搭载本发明的倾斜摄影航摄仪装置，可实现单人携带倾斜作业系统，单人到达指定作业区域，单人展开指定区域的倾斜摄影拍照工作。从而可以快速高效精确的完成任务。[0020]本发明的倾斜摄影航摄仪装置的摄像头群布局采用1正摄4倾斜的5个摄像头布置在同一平面上，分别拍摄垂直向下和前后左右，这样原来飞行5次的工作量，一次飞行就可以，同时，改装完镜头布局方式紧凑协调，互不影响，有效减小了壳体面积，从而能减轻装置的整体重量。另外5个相机同时曝光，这样获取的后期数据处理简单。获取的倾斜摄像相片经过数据处理后，能制作成实景三维模型，实景三维模型能够真实的反映目标区域的地理信息现状，模型精度高，可以在智慧城市建设中、在国土土地管理数据、矿产数据与国土资源的计划、审批;在不动产登记中;在公安应急中、交通、水利等应用。[0021]本发明去掉了镜头防抖及对焦功能；原装手机镜头具有防抖功能，防抖功能的实现是在镜头中加入了一组相对光轴浮动的镜组，当前后镜组固定不动时，浮动镜组可以上下移动，以此抵消镜头的抖动。但具有防抖功能的相机应用到航空摄影测量领域是存在致命缺陷的，镜片的相对位移导致无法测出镜头的真实畸变差，更无法在后期精准的去除影像的畸变，大大影响了后期的成图精度。通过去除手机镜头中对焦功能和浮动镜头位移功能，重新对相机镜头进行标定等工作，有效提高了影像采集精度。[0022]本发明的倾斜摄影航摄仪装置快门采用独立的电子同步快门触发器集成在姿态定时拍照模块内，由程序触发），减小快门触发延时时长。改进后的电子快门控制器能够将多个摄像头的曝光间隔误差控制在微秒级别，保证主摄像头的垂直向下影像和倾斜摄像头的倾斜影像同步获取，为后期影像建模处理提供更精准的匹配信息。[0023]由于轻小型无人机飞控限制，有的无人机飞控不能提供多余接口，固倾斜摄影航摄仪装置拍照不能由飞机飞控来控制，因此本倾斜摄影航摄仪装置本身需增加了自动控制拍照系统及位置姿态系统，这样在搭载无人机时，倾斜摄影航摄仪装置独立成为一套系统，可以不通过飞控控制，用自身的姿态定时拍照控制系统触发拍照，记录下每张照片的经度、炜度、高度信息。同时，倾斜摄影航摄仪装置保留飞控接口，有飞控可以输出触发信号的，可以直接用飞控来控制倾斜摄影航摄仪装置拍照。[0024]本发明的倾斜摄影航摄仪装置的结构由壳体加功能模块单元构成，壳体仅为上壳体和下壳体两部分，且上下两部分组合后为T型结构，上壳体左右两侧各均需分布着18个直径2mm的散热孔，内部主板模块与姿态间隔拍照模块的布置采用与下壳体平面平行堆叠的布置方式，内部主板堆叠起来后的中间部分留有立体空穴，电池模块可以放置到此空穴内，从而将整个外壳与内部系统结构紧密结合起来，有效利用了内部空间，减轻了装置的整体重量。[0025]本装置的设计有TF卡存储模块，布置在上壳体的左右两侧及前侧底部，每个TF卡存储模块通过柔性FPC排线与主板分别连接，TF卡存储模块的好处是可以方便快捷的从上壳体边缘取出存有照片数据的TF卡，然后换上新卡，这样可以提高效的拷贝数据，从而提高工作效率。也可以通过主板的USB口将手机内部存储的数据拷贝到电脑端。[0026]姿态定时拍照模块为本倾斜摄影航摄仪装置提供经度、维度、高度位置信息，并按照指定时间间隔（指定时间间隔为1-1〇S发出拍照指令给主板群，主板群收到一次拍照指令后控制摄像头群拍照一次，每次拍照的照片存储到主板群的内置存储或TF卡存储模块内，每次拍照的位置信息记录到姿态定时拍照模块的内置存储器内。[0027]本发明的倾斜摄影装置是基于手机拼合组装的倾斜摄影航摄仪，手机本身重量144g，但是i套组合在一起重量大，不能满足轻小型旋翼无人机的应用，为了控制重量在3〇〇g以内，采取程序控制，电池改装，主板改装，去掉外壳和屏幕等做法，使5套设备重量为200g，再加上集成模块和重新设计的外壳，总重量296g。附图说明[0028]图1为本发明倾斜摄影航摄仪装置的爆炸结构示意图；[0029]图2为本发明倾斜摄影航摄仪装置的组装结构示意图；[0030]图3、4、5为本发明倾斜摄影航摄仪装置的工作流程图。[0031]图中：下壳体1，摄像头群2,姿态定时拍照模块3,开机模块4,功能模块5,主板群6，电池模块7，上壳体8，减震球9，碳板10，存储模块11。具体实施方式[0032]为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。[0033]图1-2示出一种倾斜摄影航摄仪装置，包括上壳体8、下壳体1、摄像头群2以及设置在所述的上壳体以及下壳体间功能模块单元;所述的下壳体下方设置有凸出的固定槽用以容纳所述的摄像头群;所述的摄像头群包括幕帘平行于所述的下壳体平面的正摄摄像头以及与设置在所述的正摄摄像头环周的四个倾斜摄像头;所述的倾斜摄像头的幕帘与所述的下壳体的平面的夹角为Q，且3〇°a45°。本实施例中为a=30°。为用于容纳所述的正摄摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为6_12mm，本例为9mm，用于容纳所述的倾斜摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为9-l5mm，本例为12mm。下壳体为本装置的精密部件，设置有固定槽、开机模块槽位、功能模块槽位，分别用来固摄像头及对应的模块。上壳体与下壳体通过M2.5螺丝柱连接到一起。焊接后的上壳体及下壳体组成的壳体成T型。[0034]四个所述的倾斜摄像头在所述下壳体平面内相互背向倾斜;其中2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向平行，另外2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向垂直。[0035]所述的功能模块单元包括主板群6、姿态定时拍照模块3、功能模块5、开机模块4、电池模块7以及存储模块11。[0036]所述的主板群为相互叠加的5个主板形成的立方体，所述的主板与所述的下壳体平行;所述的主板群固定在所述的上壳体上;所述的姿态定时拍照模块固定在所述的主板群的下方;叠加的所述的主板中间留有用于放置所述的电池模块的空穴;所述的功能模块及开机模块分别设置在所述的下壳体的前后两侧;所述的存储模块设置在上壳体的左右两侧及前侧底部。[0037]所述的开机模块的开机按钮分别连接到主板群的每个主板的开机电路，所述的开机模块的5个状态指示灯分别连接到主板群的每个主板的工作状态电路;按下开机按钮主板群开机待命，5个状态指示灯，反应5个主板的当前状态。[0038]所述的功能模块的电源接口分别连接到所述的主板群的每个主板的供电接口以及姿态定时拍照模块的供电接口；姿态定时拍照模块的GPS信号线路与功能模块的功能接口GPS针脚线路部分连接;姿态定时拍照模块串口线路与功能模块的功能接口串口针脚线路部分连接;电脑通过串口线从姿态定时拍照模块下载位置信息。[0039]电池模块分别与所述的主板群的每个主板的供电接口通过关机按钮连接;关机按钮控制主板群关机。与姿态定时拍照模块的供电接口通过拍照按钮连接;开关按钮控制姿态定时拍照模块的开关，与功能模块的外置电源接口连接;外置电池接口用来连接外置电池模块，通过更换外置电池模块可以保证本倾斜摄影航摄仪装置的连续工作，从而提高作业效率。[0040]姿态定时拍照模块为本倾斜摄影航摄仪装置提供经度、维度、高度位置信息，并按照指定时间间隔（指定时间间隔为1-10S发出拍照指令给主板群，主板群收到一次拍照指令后控制摄像头群拍照一次，每次拍照的照片存储到主板群的内置存储或TF卡存储模块内，每次拍照的位置信息记录到姿态定时拍照模块的内置存储器内。[0041]摄像头群及存储模块分别通过柔性排线与主板群的每个主板连接;存储模块连接到上壳体，用来存储摄像头群拍到的照片。[0042]所述的上壳体通过减震球9与碳板10连接;所述的碳板用于与无人机底部连接。减震球作用是过滤掉无人机上传递到相机上的震动，从而保证倾斜摄影航摄仪装置的稳定工作。[0043]所述的上壳体的两侧设置有18个直径2_散热孔。[0044]本发明的使用方法:首先，将摄像头群2的每个摄像头分别对应卡位到下壳体1下方凸出的摄像头的固定槽里，并固定牢固。摄像头群2为1个正摄4个倾斜共5个摄像头，正摄摄像头位于下壳体的中央位置，正摄摄像头幕帘所在的平面与下壳体水平面平行，正摄摄像头的的固定槽凸出壳体高度9mm。四个倾斜摄像头互相背向倾斜，分布在正摄摄像头的四周，按照指定角度固定到下壳体的的摄像头槽内，指定角度范围为30-45度角度范围指摄像头幕帘所在的平面与下壳体水平面之间的夹角），本例角度为30度，四个倾斜摄像头的固定槽凸出壳体高度为12mm。倾斜摄像头倾斜角度为30度可以保证倾斜摄像头拍到的照片减少无用的远端图像部分，从而可以提高照片处理软件的工作效率。[0045]然后把开机模块4的开机按钮分别连接到主板群6每个主板的开机电路，将开机模块4上的5个状态指示灯分别对应连接到主板群6的工作状态电路。[0046]再将功能模块5的电源接口分别连接到主板群6每个主板的供电接口及姿态定时拍照模块3的供电接口，将姿态定时拍照模块3的GPS信号线路连接到功能模块5的功能接口GPS针脚线路部分，再将姿态定时拍照模块3的串口线路连接到功能模块5功能接口的串口针脚线路部分。将姿态定时拍照模块3固定到主板群6的表面上。[0047]将电池模块7连接到主板群6每个主板的供电接口（跨过一个关机按钮）及姿态定时拍照模块3的供电接口（跨过一个拍照按钮），将电池模块连7接到功能模块5的外置电源接口。[0048]将主板群6的每个主板用螺丝柱串接到一起，固定在一起的主板群6中间部分有立体空穴，将电池模块放7置在此空穴内，这样可以充分利用系统内部空间，减小本倾斜摄影航摄仪装置的体积，然后主板整体固定到上壳体8，将开机模块4和功能模块5分别固定到下壳体1的前后两侧，并用螺丝固定好。[0049]将摄像头群2用柔性排线分别对应连接到主板群6的每个主板上。将存储模块11用柔性排线连接到主板群6的每个主板上。[0050]将下壳体1与上壳体8用螺丝固定到一起，用减震球9把上壳体8与碳板10连接到一起。[0051]下面以流程图的方式说明本倾斜摄影航摄仪装置的工作过程：[0052]首先按下开机模块4上的开机按钮4秒钟然后松手，1分钟后主板群6处于待命拍照状态（图3示出流程图），然后按下功能模块5上的拍照开关，姿态定时拍照模块3开始工作，并且向主板群6发出指定时间间隔（例如每隔4秒钟拍照一次）的拍照指令，主板群6收到拍照指令后控制摄像头群4秒钟拍照一张，每个摄像头拍下的照片分别存储到对应连接的主板内置存储器上（图3示出流程图）。拍照作业完成后，按下功能模块5上的拍照开关按钮，停止发射拍照指令。再按下功能模块5上的关机按钮，主板群6关闭并停止工作。[0053]将本倾斜摄影航摄仪装置所拍照片下载到电脑的流程图4示出流程图）：用USB数据线分别将主板群6里的每个主板连接到电脑，并把每个主板存储器上存储的照片拷贝到电脑文件夹里。或者取出存储模块里的存储卡并插到电脑上拷贝出来。[0054]将照片位置信息下载到电脑的操作（图5示出流程图）：用串口线连接功能模块5的功能接口与电脑，打开功能模块5的拍照按钮，利用专用软件刷新并下载位置信息文件到电脑。[0055]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，包括上壳体、下壳体、摄像头群以及设置在所述的上壳体以及下壳体间功能模块单元;所述的下壳体下方设置有凸出的固定槽用以容纳所述的摄像头群;所述的摄像头群包括幕帘平行于所述的下壳体平面的正摄摄像头以及与设置在所述的正摄摄像头环周的四个倾斜摄像头;所述的倾斜摄像头的幕帘与所述的下壳体的平面的夹角为a，且30°a45°。2.根据权利要求1所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，用于容纳所述的正摄摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为6-12mm，用于容纳所述的倾斜摄像头的固定槽凸出所述的下壳体的平面的高度为9-15mm。3.根据权利要求1所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，四个所述的倾斜摄像头在所述下壳体平面内相互背向倾斜;其中2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向平行，另外2个倾斜摄像头的布局方向与正摄摄像头的布局方向垂直。4.根据权利要求1所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，所述的功能模块单元包括主板群、姿态定时拍照模块、功能模块、开机模块、电池模块以及存储模块。5.根据权利要求4所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，所述的主板群为相互叠加的5个主板形成的立方体，每个所述的主板与所述的下壳体平行;所述的主板群固定在所述的上壳体上;所述的姿态定时拍照模块固定在所述的主板群的下方;叠加的所述的主板中间留有用于放置所述的电池模块的空穴;所述的功能模块及开机模块分别设置在所述的下壳体的前后两侧;所述的存储模块设置在上壳体的左右两侧及前侧底部。6.根据权利要求5所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，所述的开机模块的开机按钮分别连接到主板群的每个主板的开机电路，所述的开机模块的状态指示灯分别连接到主板群的每个主板的工作状态电路；所述的功能模块的电源接口分别连接到所述的主板群的每个主板的供电接口以及姿态定时拍照模块的供电接口；姿态定时拍照模块的GPS信号线路与功能模块的功能接口GPS针脚线路部分连接;姿态定时拍照模块串口线路与功能模块的功能接口串口针脚线路部分连接；所述的姿态定时拍照模块还包括电子同步快门触发器；电池模块分别与所述的主板群的每个主板的供电接口通过关机按钮连接;与姿态定时拍照模块的供电接口通过拍照按钮连接;与功能模块的外置电源接口连接；摄像头群及存储模块分别通过柔性排线与主板群的每个主板连接。7.根据权利要求1所述的所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，所述的上壳体通过减震球与碳板连接;所述的碳板用于与无人机底部连接。8.根据权利要求1所述的所述的倾斜摄影航摄仪装置，其特征在于，所述的上壳体的两侧设置有散热孔。

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