多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置，特別涉及應(yīng)用在低空航空數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)領(lǐng)域中的多維度數(shù)字傾斜攝影測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，二維基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)已經(jīng)不能更好地滿足城市信息化建設(shè)的要求，GIS(地理信息系統(tǒng))已經(jīng)從二維尺度空間發(fā)展到三維尺度空間，三維數(shù)字城市模型(3DCM)已經(jīng)成為城市地理信息系統(tǒng)(UGIS)研宄的一個重要方向，也是數(shù)字地球的重要組成部分。構(gòu)造三維數(shù)字城市模型是三維城市地理信息系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問題之一，構(gòu)造三維數(shù)字城市模型一般包括幾何建模和紋理重建這兩部分的工作。目前，無論是幾何建模，還是紋理重建在具體實現(xiàn)方法上種類繁多，但是均存在相同的缺點:第一是數(shù)據(jù)源較多:衛(wèi)星影像、垂直攝影影像、LIDAR數(shù)據(jù)、全站儀等地面設(shè)備所采集的線畫圖數(shù)據(jù)、地面人工采集的紋理照片等；第二是幾何建模與紋理重建之間的數(shù)據(jù)源不通用；第三是后處理軟件繁多，處理流程復(fù)雜，自動化的程度較低，生產(chǎn)周期較長；第四是生產(chǎn)成本大。
[0003]因此，需要針對三維數(shù)字城市模型構(gòu)造的要求，開發(fā)出專有的硬件平臺來獲取較為完整的數(shù)據(jù)，從而從源頭上改變目前的三維數(shù)字城市模型的生成方式。
[0004]傾斜攝影技術(shù)是在國際測繪領(lǐng)域中近些年發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，它能夠獲取常規(guī)攝影無法獲得的地物立面的紋理信息和幾何信息，解決了現(xiàn)有常規(guī)的航空攝影測量裝置只能獲取建筑物頂部影像及輪廓而不能較好地獲取立面紋理，從而導(dǎo)致采集影像信息不全、不清晰的問題，使得利用傾斜攝影技術(shù)所獲取的影像數(shù)據(jù)能夠作為幾何建模的數(shù)據(jù)源，實現(xiàn)了構(gòu)造三維數(shù)字城市模型的單一數(shù)據(jù)源，從源頭上改變目前三維數(shù)字城市模型的生成狀態(tài)。
[0005]目前，存在一種五鏡頭式傾斜攝影系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用在照相機(jī)支架的中央位置安裝一臺鏡頭軸線垂直向下的下視照相機(jī)，并且將四臺傾斜拍攝的照相機(jī)環(huán)繞該下視照相機(jī)地安裝于支架上，分別朝向四個方向，構(gòu)成前后左右及下視五個拍攝方向的垂直/傾斜攝影結(jié)構(gòu)。然而，該五鏡頭式傾斜攝影系統(tǒng)存在下述缺陷:受照相機(jī)的低空視域范圍的限制，在大中城市的高樓密集區(qū)域所獲取的傾斜影像尚存在大量死角，無法實現(xiàn)清晰無縫建模，影響實景的三維模型質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，本發(fā)明的目的在于提供一種多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置，能夠提高拍攝時的影像存儲速度，實現(xiàn)在拍攝位置間隔連續(xù)高速地拍攝和存儲的功能，并且能夠有效地擴(kuò)展航攝視域角度，減小瞬時盲區(qū)，從而提高實景三維模型的質(zhì)量。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明涉及的一種多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置，其包括照相機(jī)多角度陣列單元、以及與該照相機(jī)多角度陣列單元連接的照相機(jī)控制單元、影像存儲單元、電源控制單元，上述多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置的特征在于:上述照相機(jī)多角度陣列單元包括多個照相機(jī)組，每個上述照相機(jī)組包括多臺照相機(jī)，其中，將一個上述照相機(jī)組設(shè)置在中心位置Ce，將其他的上述照相機(jī)組設(shè)置在以上述中心位置Ce為圓心的多個同心圓環(huán)中，組合每個上述照相機(jī)組中的一臺上述照相機(jī)構(gòu)成一個拍攝陣列組合，由此形成與每個上述照相機(jī)組中包含的上述照相機(jī)的數(shù)量相等的上述拍攝陣列組合，在拍攝時，由多個上述拍攝陣列組合交替地進(jìn)行同步拍攝，并將拍攝到的影像存儲在上述影像存儲單元中。
[0008]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，在以上述中心位置Ce為圓心的上述多個同心圓環(huán)中，每個上述同心圓環(huán)、S卩外側(cè)同心圓環(huán)和內(nèi)側(cè)同心圓環(huán)為分別相對于水平面形成規(guī)定的傾斜角度的圓環(huán)，不同的上述同心圓環(huán)具有的上述傾斜角度不同。
[0009]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，位于上述中心位置Ce的上述照相機(jī)組中的上述照相機(jī)以鏡頭軸線垂直向下的方式設(shè)置，設(shè)置在各上述同心圓環(huán)中的上述照相機(jī)組中的上述照相機(jī)以鏡頭朝向規(guī)定的傾斜角度即鏡頭軸線在空間上與位于上述中心位置Ce的上述照相機(jī)組中的上述照相機(jī)的鏡頭軸線所構(gòu)成的角度的方式設(shè)置。
[0010]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，位于同一個上述同心圓環(huán)中的上述照相機(jī)組所包含的上述照相機(jī)的鏡頭的上述傾斜角度的值相同。
[0011]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，上述傾斜角度的值是根據(jù)上述照相機(jī)的鏡頭的焦距而計算的。
[0012]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，上述多個照相機(jī)組在每個上述同心圓環(huán)內(nèi)是隔開間隔均勻地分布的。
[0013]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，在不同的上述同心圓環(huán)內(nèi)設(shè)置的上述照相機(jī)組的數(shù)量不同。
[0014]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，上述拍攝陣列組合為2組，對一個拍攝位置，用構(gòu)成一個上述拍攝陣列組合的多臺上述照相機(jī)進(jìn)行同步拍攝，對與該一個拍攝位置相鄰的下一個拍攝位置，用構(gòu)成另一個上述拍攝陣列組合的多臺上述照相機(jī)進(jìn)行同步拍攝。
[0015]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，在上述內(nèi)側(cè)同心圓環(huán)中每隔90度設(shè)置有一個上述照相機(jī)組，在上述外側(cè)同心圓環(huán)中每隔45度設(shè)置有一個上述照相機(jī)組。
[0016]此外，在上述的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中，上述照相機(jī)組中包括2臺上述照相機(jī)。
[0017]發(fā)明效果
[0018]本發(fā)明提供的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置，能夠提高拍攝時的影像存儲速度，實現(xiàn)在拍攝位置間隔連續(xù)高速地拍攝和存儲的功能，并且能夠有效地擴(kuò)展航攝視域角度，減小瞬時盲區(qū)，從而提高實景三維模型的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明涉及的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置的功能結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明涉及的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中的照相機(jī)多角度陣列單元的結(jié)構(gòu)示例的俯視圖。
[0021]圖3是表示本發(fā)明涉及的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置中的照相機(jī)多角度陣列單元的結(jié)構(gòu)示例的側(cè)視圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:
[0023]A-航行方向線；a_交點；b_交點；卜傾斜照相機(jī)組；2_傾斜照相機(jī)組；3_傾斜照相機(jī)組；4_傾斜照相機(jī)組；5_傾斜照相機(jī)組；6_傾斜照相機(jī)組；7_傾斜照相機(jī)組；8_傾斜照相機(jī)組；9_傾斜照相機(jī)組；10_傾斜照相機(jī)組；11_傾斜照相機(jī)組；12傾斜照相機(jī)組；13-傾斜照相機(jī)組側(cè)方方向線；C-對角線方向線；D-對角線方向線；E-GPS單元；F_姿態(tài)感應(yīng)云臺單元；G-電源控制單元；H-慣導(dǎo)系統(tǒng)IMU單元；1_照相機(jī)控制單元J-飛控領(lǐng)航單元；K-照相機(jī)多角度陣列單元；L-影像存儲單元。
【具體實施方式】
[0024]以下，結(jié)合附圖對本發(fā)明涉及的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更具體的說明。
[0025]圖1是表示本發(fā)明涉及的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置的功能結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明的多角度陣列組合的航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置(下面簡稱為“航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置”)I包括:GPS單元E、姿態(tài)感應(yīng)云臺單元F、電源控制單元G、慣導(dǎo)系統(tǒng)IMU單元H、照相機(jī)控制單元1、飛控領(lǐng)航單元J、影像存儲單元L和照相機(jī)多角度陣列單元K。
[0026]具體而言，GPS單元E、姿態(tài)感應(yīng)云臺單元F、飛控領(lǐng)航單元J、慣導(dǎo)系統(tǒng)IMU單元H、電源控制單元G與照相機(jī)控制單元I通過數(shù)據(jù)線連接。電源控制單元G能夠向航空數(shù)字傾斜攝影測量裝置I的各部分提供工作電力，特別是，由于在裝置I中設(shè)置有多臺照相機(jī)M，所以為了避免在啟動多臺照相機(jī)M的瞬間電流強(qiáng)度過大，在電源控制單元G中采用作為公知技術(shù)的邏輯電