专利名称：一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄影测量系统领域，特别是涉及一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统。
背景技术：
随着工业的发展和社会的进步，摄影测量技术也得到进一步的发展，并且也因其出色的特点无需接触物体本身而获得被摄影物体信息、能够由二维影像重建三位目标、面采集数据方式及同时提取物体的几何与物理特性，由此，其被广泛应用于不同的领域，如地籍管理、国土资源调查、绘制各种比例尺的地形图或专题图、DTM (数字地面模型)或DEM (数字立体模型)的制作、地质考察、工程质量管理、建筑物检测、气象检测、环境保护、自然灾害防治、生物医学、公安侦破等等。同时，与之对应的摄影测量系统也得到较大的发展，但是，普遍的摄影测量系统存在测量路径单一、摄影范围较小的问题，而且还存在操作麻烦的问题。如中国专利ZL200810158285. 6，其在2008年10月28日申请公开了一种室内定轨移动摄影测量系统，该方案包括空中轨道、移动平台、摄影机构、条形码及控制装置，其中该空中轨道为一单轨，致使其测量路径单一，并且也限制了摄影机构的摄影范围，无疑影响着其摄影测量的正确性，同时，即使其可通过多次设置摄影测量系统的位置而获取较为全面的数据，但是，多次的拆装及校调，不但麻烦费事，而且也影响测量时的精度。因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。
发明内容
发明的目的在于提供一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，以解决现有技术的测量路径单一、摄影范围较小的问题。为达此目的，本发明采用以下技术方案一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，包括空中轨道、摄影装置及控制装置，所述空中轨道悬置于室内或室外，并且该空中轨道包括有两个以上的直线导轨，该直线导轨相互之间垂直相交设置并形成一坐标平面，并且该直线导轨于所述坐标平面内呈相对移动地设置；所述摄影装置可移动地安装在任一所述直线导轨上；所述控制装置分别与所述直线导轨、所述摄影装置电连接，并且其可操作地控制所述直线导轨之间的相对移动及控制所述摄影装置于所述直线导轨上的移动。作为进一步的优选方案，所述空中轨道包括有三个直线导轨，其分别为第一直线导轨、第二直线导轨及第三直线导轨，所述第一直线导轨与所述第二直线导轨相对间隔地平行设置，所述第三直线导轨分别可移动地设置于所述第一直线导轨、所述第二直线导轨并且与所述第一直线导轨、所述第二直线导轨呈垂直相交设置，所述摄影装置可移动地设置在所述第三直线导轨上；优选地，所述控制装置包括单片机，所述单片机通过设有一驱动单元分别驱动所述直线导轨之间的移动、所述摄影装置于所述直线导轨上的移动；
优选地，所述驱动单元配置有第一电机及第二电机，所述第一电机通过其配置的第一输出轴驱动所述第三直线导轨的移动，所述第二电机通过其配置的第二输出轴驱动所述摄影装置的移动；优选地，所述摄影装置包括数字相机及用以固定该数字相机于所述第三直线导轨上的固定架，所述数字相机配置有USB连接口及由所述单片机无线�？夭僮鞯钠毓庾爸茫龉潭艽怪钡厣柚迷谒龅谌毕叩脊焐希挥叛〉兀龉潭芡ü栌幸换橛胨龅谌毕叩脊斐驶厣柚�。作为进一步的优选方案，所述轨道摄影测量系统还包括限制所述摄影装置的移动距离的摄影限位装置，该摄影限位装置包括第一行程开关及第二行程开关，所述第一行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第三直线导轨的一端上，所述第二行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第三直线导轨的另一端上；优选地，所述第一行程开关及所述第二行程开关分别与所述单片机电连接。作为进一步的优选方案，所述轨道摄影测量系统还包括限制所述直线导轨之间的相对移动的导轨限位装置，该导轨限位装置包括第三行程开关，所述第三行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第一直线导轨或所述第二直线导轨的一端上；优选地，所述第三行程开关与所述单片机电连接。本发明的有益效果为本案公开的轨道摄影测量系统，其原理为模拟航空摄影测量，即直线导轨之间可以相对移动，并且摄影装置也可在直线导轨上移动，使到摄影装置可以灵活地设置在坐标平面内的任意位置，从而保证摄影时获取较好的航向重叠及旁向重叠，继而达到较佳的摄影测量。
图1是本发明模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统的结构示意图。图中10、轨道摄影测量系统；20、空中轨道；21、第一直线导轨；22、第二直线导轨；23、第三直线导轨；30、摄影装置；40、控制装置；41、单片机；42、驱动单元；43、第一电机；44、第二电机；51、第一行程开关；52、第二行程开关；53、第三行程开关。
具体实施例方式下面结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本发明的技术方案。请参阅图1所示，本发明提供一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统10，包括空中轨道20、摄影装置30及控制装置40，空中轨道20悬置于室内或室外，并且该空中轨道20包括有两个以上的直线导轨，该直线导轨相互之间垂直相交设置并形成一坐标平面，并且该直线导轨于坐标平面内呈相对移动地设置；摄影装置30可移动地安装在任一直线导轨上；控制装置40分别与直线导轨、摄影装置30电连接，并且其可操作地控制直线导轨之间的相对移动及控制摄影装置30于直线导轨上的移动。本案公开的轨道摄影测量系统10，其原理为模拟航空摄影测量，而在航空摄影测量中，沿飞机飞行方向构成的直线叫航线，由于一般作业的范围太大，故在实际的航空摄影当中，须由几条或几十条航线才能覆盖整个所需摄影区域，另外，航空摄影测量还应满足一定的规范要求，在同一条航线当中，相邻拍摄的两张航空影像必须具有60% 65%的重叠，即航向重叠，与此同时，相邻两条航线所拍摄的航空影像必须达到30% 35%的影像重叠，即旁向重叠，据此，本案中的直线导轨之间可以相对移动，并且摄影装置30也可在直线导轨上移动，使到摄影装置30可以灵活地设置在坐标平面内的任意位置，从而保证摄影时获取较好的航向重叠及旁向重叠，继而达到较佳的摄影测量。具体地，空中轨道20包括有三个直线导轨，其分别为第一直线导轨21、第二直线导轨22及第三直线导轨23，第一直线导轨21与第二直线导轨22相对间隔地平行设置，第三直线导轨23分别可移动地设置于第一直线导轨21、第二直线导轨22并且与第一直线导轨21、第二直线导轨22呈垂直相交设置，摄影装置30可移动地设置在第三直线导轨23上。其中，本案也可设置不同的直线导轨以作实施，例如，当空中轨道20包括有两个直线导轨时，即相当于图1中第一直线导轨21与第三直线导轨23的设置并删去第二直线导轨22，或者为第二直线导轨22与第三直线导轨23的设置并删去第一直线导轨21，不管其设置为前者还是为后者，两个直线导轨中的一者固定，另一者可移动地设置，具体为，可移动的直线导轨在形成的坐标平面内上下移动或者左右移动，而摄影装置30在可移动的直线导轨上左右移动或者上下移动，从而达到在坐标范围内任意摄影；而当空中轨道20包括有四个直线导轨时，即相当于在第三直线导轨23的相对端设置有与第三直线导轨23平行的第四直线导轨，该第四直线导轨可以为固定设置，亦可为如第三直线导轨23的可移动设置，并且其同时配备有摄影装置30，以期两个摄影装置30同时工作，以期加快摄影测量的效率，但本案的实施不以此为限。优选地，控制装置40包括单片机41，而采用单片机41，可借由其高集成度、体积小、高可靠性及控制功能强的特性，使到控制装置40更具智能化，另外，单片机41通过设有一驱动单元42分别驱动直线导轨之间的移动、摄影装置30于直线导轨上的移动，具体地，驱动单元42配置有第一电机43及第二电机44，第一电机43通过其配置的第一输出轴驱动第三直线导轨23的移动，即，使到第三直线导轨23通过第一电机43的驱动而进行上下移动，第二电机44通过其配置的第二输出轴驱动摄影装置30的移动，即，使到摄影装置30通过第二电机44的驱动而进行左右移动，其中，第一电机43及第二电机44为伺服电机或步进电机，以期使到第三直线导轨23、摄影装置30定位摄影时更精准。具体地，摄影装置30包括数字相机及用以固定该数字相机于第三直线导轨23上的固定架，数字相机配置有USB连接口及由单片机41无线遥控操作的曝光装置，固定架垂直地设置在第三直线导轨23上。其中，USB连接口的设置，使到数字相机通过USB数据线便可连接PC计算机，便于其数据传输或者利用PC计算机进行充电，当然，也可直接地利用USB数据线进行充电。优选地，固定架通过设有一滑块与第三直线导轨23呈滑动地设置。具体地，轨道摄影测量系统10还包括限制摄影装置30的移动距离的摄影限位装置，该摄影限位装置包括第一行程开关51及第二行程开关52，第一行程开关51安装在位于坐标平面内的第三直线导轨23的一端上，具体为第三直线导轨23的左端位置，第二行程开关52安装在位于坐标平面内的第三直线导轨23的另一端上，具体为第三直线导轨23的右端位置，而通过设置有第一行程开关51及第二行程开关52，较好地保证摄影装置30的移动距离，避免摄影装置30与第一直线导轨21、第二直线导轨22发生碰撞事故。优选地，第一行程开关51及第二行程开关52分别与单片机41电连接，以保证第一行程开关51及第二行程开关52的可靠控制。具体地，轨道摄影测量系统10还包括限制直线导轨之间的相对移动的导轨限位装置，该导轨限位装置包括第三行程开关53，第三行程开关53安装在位于坐标平面内的第一直线导轨21或第二直线导轨22的一端上，较好地保证第三直线导轨23的移动距离，避免其与第一直线导轨21、第二直线导轨22出现脱节的事故。优选地，第三行程开关53与单片机41电连接，以保证第三行程开关53的可靠控制。下面结合图示，对本发明的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统10的工作原理作进一步的描述。在图1中，首先，对需要摄影的区域设置好轨道摄影测量系统10，一般地，空中轨道20悬置于室内或室外，并保证摄影装置30的安装及控制装置40的设置，尤其是，第三直线导轨23分别与第一直线导轨21、第二直线导轨22垂直相交设置，而摄影装置30的固定架也须垂直地设置在第三直线导轨23上，之后，便可进行摄影测量。借由控制装置40的单片机41，便可控制轨道摄影测量系统10的运行，若要进行摄影，则先调校第三直线导轨23的距离，即触动单片机41上对应的按键，然后单片机41里面的系统便会将指令发送到驱动单元42，由驱动单元42启动第一电机43，再由第一电机43驱动第三直线导轨23上下移动，假如第三直线导轨23向下移动并碰到第三行程开关53，则系统回到初始位置并切断电源；调�：玫谌毕叩脊�23的距离后，由于第三直线导轨23已停止移动，位置固定不变，此时，只需要调校安装于第三直线导轨23上的摄影装置30，其操作也是触动单片机41上对应的按键，然后单片机41里面的系统便会将指令发送到驱动单元42，由驱动单元42启动第二电机44，再由第二电机44驱动摄影装置30左右移动，假如摄影装置30的固定架向左移动时碰到第一行程开关51或向右移动时碰到第二行程开关52，则系统回到初始位置并切断电源；至于数字相机从左至右移动时的拍摄，其操作也是触动单片机41上对应的按键，具体为，通过单片机41以�？厥窒嗷系钠毓庾爸茫佣瓿膳纳愕哪康模慌纳阃旰螅衫肬SB连接线连接数字相机与PC计算机各自的USB连接口，使到数字相机贮存的数据输入到PC计算机，以进行后续的图像分析，便于摄影测量的完成。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式
，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，包括空中轨道，所述空中轨道悬置于室内或室外，并且该空中轨道包括有两个以上的直线导轨，该直线导轨相互之间垂直相交设置并形成一坐标平面，并且该直线导轨于所述坐标平面内呈相对移动地设置；摄影装置，所述摄影装置可移动地安装在任一所述直线导轨上；及控制装置，所述控制装置分别与所述直线导轨、所述摄影装置电连接，并且其可操作地控制所述直线导轨之间的相对移动及控制所述摄影装置于所述直线导轨上的移动。
2.根据权利要求1所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述空中轨道包括有三个直线导轨，其分别为第一直线导轨、第二直线导轨及第三直线导轨，所述第一直线导轨与所述第二直线导轨相对间隔地平行设置，所述第三直线导轨分别可移动地设置于所述第一直线导轨、所述第二直线导轨并且与所述第一直线导轨、所述第二直线导轨呈垂直相交设置，所述摄影装置可移动地设置在所述第三直线导轨上。
3.根据权利要求2所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述控制装置包括单片机，所述单片机通过设有一驱动单元分别驱动所述直线导轨之间的移动、所述摄影装置于所述直线导轨上的移动。
4.根据权利要求3所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述驱动单元配置有第一电机及第二电机，所述第一电机通过其配置的第一输出轴驱动所述第三直线导轨的移动，所述第二电机通过其配置的第二输出轴驱动所述摄影装置的移动。
5.根据权利要求4所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述摄影装置包括数字相机及用以固定该数字相机于所述第三直线导轨上的固定架，所述数字相机配置有USB连接口及由所述单片机无线�？夭僮鞯钠毓庾爸茫龉潭艽怪钡厣柚迷谒龅谌毕叩脊焐稀�
6.根据权利要求5所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述固定架通过设有一滑块与所述第三直线导轨呈滑动地设置。
7.根据权利要求3 6任一项所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述轨道摄影测量系统还包括限制所述摄影装置的移动距离的摄影限位装置，该摄影限位装置包括第一行程开关及第二行程开关，所述第一行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第三直线导轨的一端上，所述第二行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第三直线导轨的另一端上。
8.根据权利要求7所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述第一行程开关及所述第二行程开关分别与所述单片机电连接。
9.根据权利要求8所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述轨道摄影测量系统还包括限制所述直线导轨之间的相对移动的导轨限位装置，该导轨限位装置包括第三行程开关，所述第三行程开关安装在位于所述坐标平面内的所述第一直线导轨或所述第二直线导轨的一端上。
10.根据权利要求9所述的模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，其特征在于，所述第三行程开关与所述单片机电连接。
全文摘要
本发明提供一种模拟航空摄影测量的轨道摄影测量系统，包括空中轨道、摄影装置及控制装置，空中轨道悬置于室内或室外，并且其包括有两个以上的直线导轨，该直线导轨相互之间垂直相交设置并形成一坐标平面，并且该直线导轨于坐标平面内呈相对移动地设置；摄影装置可移动地安装在任一直线导轨上；控制装置可操作地控制直线导轨之间的相对移动及控制摄影装置于直线导轨上的移动。本案公开的轨道摄影测量系统，其原理为模拟航空摄影测量，即直线导轨之间可以相对移动，并且摄影装置也可在直线导轨上移动，使到摄影装置可以灵活地设置在坐标平面内的任意位置，从而保证摄影时获取较好的航向重叠及旁向重叠，继而达到较佳的摄影测量。
文档编号G01C11/00GK102997901SQ20121050113
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者刘丹丹, 郭增长, 刘宗杰, 曲建光, 王双亭, 袁占良, 左建章, 程朋根, 胡倩伟, 郑加柱, 邹时林 申请人:北京四维远见信息技术有限公司, 黑龙江工程学院
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