多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置，特别涉及应用在低空航空数字摄影测量技术领域中的多维度数字倾斜摄影测量装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着信息技术的飞速发展，二维基础地理信息数据已经不能更好地满足城市信息化建设的要求，GIS(地理信息系统)已经从二维尺度空间发展到三维尺度空间，三维数字城市模型(3DCM)已经成为城市地理信息系统(UGIS)研宄的一个重要方向，也是数字地球的重要组成部分。构造三维数字城市模型是三维城市地理信息系统需要解决的关键问题之一，构造三维数字城市模型一般包括几何建模和纹理重建这两部分的工作。目前，无论是几何建模，还是纹理重建在具体实现方法上种类繁多，但是均存在相同的缺点:第一是数据源较多:卫星影像、垂直摄影影像、LIDAR数据、全站仪等地面设备所采集的线画图数据、地面人工采集的纹理照片等；第二是几何建模与纹理重建之间的数据源不通用；第三是后处理软件繁多，处理流程复杂，自动化的程度较低，生产周期较长；第四是生产成本大。
[0003]因此，需要针对三维数字城市模型构造的要求，开发出专有的硬件平台来获取较为完整的数据，从而从源头上改变目前的三维数字城市模型的生成方式。
[0004]倾斜摄影技术是在国际测绘领域中近些年发展起来的一项高新技术，它能够获取常规摄影无法获得的地物立面的纹理信息和几何信息，解决了现有常规的航空摄影测量装置只能获取建筑物顶部影像及轮廓而不能较好地获取立面纹理，从而导致采集影像信息不全、不清晰的问题，使得利用倾斜摄影技术所获取的影像数据能够作为几何建模的数据源，实现了构造三维数字城市模型的单一数据源，从源头上改变目前三维数字城市模型的生成状态。
[0005]目前，存在一种五镜头式倾斜摄影系统，该系统采用在照相机支架的中央位置安装一台镜头轴线垂直向下的下视照相机，并且将四台倾斜拍摄的照相机环绕该下视照相机地安装于支架上，分别朝向四个方向，构成前后左右及下视五个拍摄方向的垂直/倾斜摄影结构。然而，该五镜头式倾斜摄影系统存在下述缺陷:受照相机的低空视域范围的限制，在大中城市的高楼密集区域所获取的倾斜影像尚存在大量死角，无法实现清晰无缝建模，影响实景的三维模型质量。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置，能够提高拍摄时的影像存储速度，实现在拍摄位置间隔连续高速地拍摄和存储的功能，并且能够有效地扩展航摄视域角度，减小瞬时盲区，从而提高实景三维模型的质量。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明涉及的一种多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置，其包括照相机多角度阵列单元、以及与该照相机多角度阵列单元连接的照相机控制单元、影像存储单元、电源控制单元，上述多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置的特征在于:上述照相机多角度阵列单元包括多个照相机组，每个上述照相机组包括多台照相机，其中，将一个上述照相机组设置在中心位置Ce，将其他的上述照相机组设置在以上述中心位置Ce为圆心的多个同心圆环中，组合每个上述照相机组中的一台上述照相机构成一个拍摄阵列组合，由此形成与每个上述照相机组中包含的上述照相机的数量相等的上述拍摄阵列组合，在拍摄时，由多个上述拍摄阵列组合交替地进行同步拍摄，并将拍摄到的影像存储在上述影像存储单元中。
[0008]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，在以上述中心位置Ce为圆心的上述多个同心圆环中，每个上述同心圆环、S卩外侧同心圆环和内侧同心圆环为分别相对于水平面形成规定的倾斜角度的圆环，不同的上述同心圆环具有的上述倾斜角度不同。
[0009]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，位于上述中心位置Ce的上述照相机组中的上述照相机以镜头轴线垂直向下的方式设置，设置在各上述同心圆环中的上述照相机组中的上述照相机以镜头朝向规定的倾斜角度即镜头轴线在空间上与位于上述中心位置Ce的上述照相机组中的上述照相机的镜头轴线所构成的角度的方式设置。
[0010]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，位于同一个上述同心圆环中的上述照相机组所包含的上述照相机的镜头的上述倾斜角度的值相同。
[0011]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，上述倾斜角度的值是根据上述照相机的镜头的焦距而计算的。
[0012]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，上述多个照相机组在每个上述同心圆环内是隔开间隔均匀地分布的。
[0013]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，在不同的上述同心圆环内设置的上述照相机组的数量不同。
[0014]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，上述拍摄阵列组合为2组，对一个拍摄位置，用构成一个上述拍摄阵列组合的多台上述照相机进行同步拍摄，对与该一个拍摄位置相邻的下一个拍摄位置，用构成另一个上述拍摄阵列组合的多台上述照相机进行同步拍摄。
[0015]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，在上述内侧同心圆环中每隔90度设置有一个上述照相机组，在上述外侧同心圆环中每隔45度设置有一个上述照相机组。
[0016]此外，在上述的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中，上述照相机组中包括2台上述照相机。
[0017]发明效果
[0018]本发明提供的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置，能够提高拍摄时的影像存储速度，实现在拍摄位置间隔连续高速地拍摄和存储的功能，并且能够有效地扩展航摄视域角度，减小瞬时盲区，从而提高实景三维模型的质量。
【附图说明】
[0019]图1是表示本发明涉及的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置的功能结构图。
[0020]图2是表示本发明涉及的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中的照相机多角度阵列单元的结构示例的俯视图。
[0021]图3是表示本发明涉及的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置中的照相机多角度阵列单元的结构示例的侧视图。
[0022]附图标记说明:
[0023]A-航行方向线；a_交点；b_交点；卜倾斜照相机组；2_倾斜照相机组；3_倾斜照相机组；4_倾斜照相机组；5_倾斜照相机组；6_倾斜照相机组；7_倾斜照相机组；8_倾斜照相机组；9_倾斜照相机组；10_倾斜照相机组；11_倾斜照相机组；12倾斜照相机组；13-倾斜照相机组侧方方向线；C-对角线方向线；D-对角线方向线；E-GPS单元；F_姿态感应云台单元；G-电源控制单元；H-惯导系统IMU单元；1_照相机控制单元J-飞控领航单元；K-照相机多角度阵列单元；L-影像存储单元。
【具体实施方式】
[0024]以下，结合附图对本发明涉及的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置的结构进行更具体的说明。
[0025]图1是表示本发明涉及的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置的功能结构图。如图1所示，本发明的多角度阵列组合的航空数字倾斜摄影测量装置(下面简称为“航空数字倾斜摄影测量装置”)I包括:GPS单元E、姿态感应云台单元F、电源控制单元G、惯导系统IMU单元H、照相机控制单元1、飞控领航单元J、影像存储单元L和照相机多角度阵列单元K。
[0026]具体而言，GPS单元E、姿态感应云台单元F、飞控领航单元J、惯导系统IMU单元H、电源控制单元G与照相机控制单元I通过数据线连接。电源控制单元G能够向航空数字倾斜摄影测量装置I的各部分提供工作电力，特别是，由于在装置I中设置有多台照相机M，所以为了避免在启动多台照相机M的瞬间电流强度过大，在电源控制单元G中采用作为公知技术的逻辑电