專利名稱：一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種外接式測量儀，尤其涉及一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水
平角的外接式測量儀，它在數(shù)碼相機(jī)拍照的時(shí)候記錄下那一時(shí)刻相機(jī)鏡頭所指的方向，相 機(jī)的傾斜角和水平角，屬于數(shù)字電子測繪設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
隨著全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)和地理信息系統(tǒng) (Geographic Information System, GIS)技術(shù)的發(fā)展和普及，人們在出游或野外調(diào)查的時(shí) 候拍攝的照片，可以通過GPS定位信息在電子地圖上標(biāo)注出來。由此產(chǎn)生了許多新的產(chǎn)品， 比如美國谷歌公司(Google)推出的Gpicsync，該軟件可以把出游或野外調(diào)查時(shí)拍的照片 在Google Earth上定位，從而對所拍攝的照片有個(gè)時(shí)空上的認(rèn)識。進(jìn)一步的，人們在數(shù)碼相 機(jī)里的電路板中內(nèi)置了測量方向和角度的傳感器，為照片標(biāo)注了方向和角度信息，這樣使 得GIS和照片的信息更完整的對應(yīng)起來。然而，絕大部分?jǐn)?shù)碼相機(jī)都沒有內(nèi)置方向和角度 信息的測量和記錄裝置，另外，內(nèi)置的測量裝置往往因?yàn)槭荏w積和安裝位置的限制而無法 確保測量的精度，再就是擴(kuò)展和使用也不夠靈活。本實(shí)用新型就是為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì) 了一種外接式的方向、傾斜角和水平角儀。該測量儀外接到閃光燈的熱靴上，攝像的時(shí)候， 按下快門的同時(shí)，它測量并記錄數(shù)據(jù)，另外，該測量儀可以從熱靴上采集電能。

發(fā)明內(nèi)容(1)目的本實(shí)用新型的目的是為了提供一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角 的外接式測量儀，它克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，較內(nèi)置方向和角度信息的測量和記錄裝置有 著升級便利、更換靈活，測量精度高等優(yōu)勢。
(2)技術(shù)方案本實(shí)用新型專利解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 —種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀(以下簡稱外接式測量
儀)，它是由控制器、測量裝置、記錄裝置、連接裝置、數(shù)據(jù)下載裝置五個(gè)部分組成；控制器
與測量裝置、記錄裝置、連接裝置中的接口電路、數(shù)據(jù)下載裝置連接。所述控制器，本身是單片機(jī)或者FPGA(Field Programmable Gate Array)或者
DSP(Digital Signal Processing)芯片組成的具有控制功能的部件。控制器通過串口或者
并口與測量裝置相連；通過系統(tǒng)總線與記錄裝置和數(shù)據(jù)下載裝置相連；另外控制器的中斷
控制端口與連接裝置中的接口電路中的接收快門按下信號的電路連接。 所述測量裝置，包含電子羅盤、水平角和傾斜角傳感器。電子羅盤是一種測量并可
以輸出方向角度信息的電子芯片，它與水平角和傾斜角傳感器用來測量方向、水平角和傾
斜角?？刂破魍ㄟ^串口或者并口采集電子羅盤、水平角和傾斜角傳感器測量的數(shù)據(jù)，然后通
過系統(tǒng)總線將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到記錄裝置中的存儲(chǔ)器中。 所述記錄裝置就是存儲(chǔ)器。測量數(shù)據(jù)通過控制器存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器上，存儲(chǔ)器通過系 統(tǒng)總線與控制器連接。[0009] 所述連接裝置是指連接到照相機(jī)的外接閃光燈熱靴的部分，它由機(jī)械連接部件、 接口電路組成；其中，機(jī)械連接部件由支架、緊固裝置和連接照相機(jī)閃光燈熱靴的接口組 成，支架上面固定了外接式測量儀，緊固裝置用來將支架和照相機(jī)緊密的連接起來，連接到 照相機(jī)閃光燈熱靴的接口用來連接接口電路和照相機(jī)閃光燈熱靴上的電路。接口電路從照 相機(jī)的外接閃光燈熱靴引出兩個(gè)通路，一個(gè)通路作為外接式測量儀的電源(與外接閃光燈 的電源方式相同，本實(shí)用新型可不帶電源，從閃光燈熱靴上取電)，另一個(gè)通路用來接收快 門按下的信號；當(dāng)按下照相機(jī)快門的時(shí)候，照相機(jī)會(huì)給閃光燈熱靴接口一個(gè)脈沖信號，外接 式測量儀就是利用這個(gè)脈沖信號來觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄操作的。當(dāng)閃光燈接到這個(gè)信號后閃光并 由連接裝置中的接口電路中的接收快門按下信號的電路通知外接式測量儀的控制器，控制 器控制測量裝置、記錄裝置將這個(gè)時(shí)刻測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄下來。 所述數(shù)據(jù)下載裝置，它由數(shù)據(jù)下載控制功能軟件和接口組成，其作用是連接個(gè)人 電腦或者PDA，將拍照時(shí)候記錄的相機(jī)鏡頭指示的方向、傾斜角和水平角下載到個(gè)人電腦或 者PDA的裝置。數(shù)據(jù)下載控制功能軟件是固化到控制器中的嵌入式軟件，當(dāng)外接式測量儀 通過數(shù)據(jù)下載接口與個(gè)人電腦或者PDA建立連接后，在數(shù)據(jù)下載控制軟件的驅(qū)動(dòng)下，可以 在PC或者PDA上，像讀取一般的優(yōu)盤存儲(chǔ)的文件一樣的方式，讀取該儀器所記錄的信息數(shù) 據(jù)文件。 數(shù)據(jù)下載接口為連接個(gè)人電腦或者PDA的接口設(shè)備，可以是USB、串口等有線連 接，也可以是藍(lán)牙或Wi-Fi等無線方式。 (3)優(yōu)點(diǎn)及功效本實(shí)用新型一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測 量儀，具有兩個(gè)基本的功效 功效一 外接到照相機(jī)后，當(dāng)按下快門的時(shí)候，記錄當(dāng)時(shí)照相機(jī)的鏡頭所指的方 向，相機(jī)的傾斜角和水平角； 功效二 連接到個(gè)人電腦、PDA或智能手機(jī)，將記錄的數(shù)據(jù)下載到個(gè)人電腦等數(shù)字 設(shè)備上； 本實(shí)用新型一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀，具有兩個(gè)突 出的優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)一 外接到照相機(jī)，不用的時(shí)候可以拆除，還可以連接到不同型號的照相機(jī)； 優(yōu)點(diǎn)二 利用了照相機(jī)的外接閃光燈的信號，在按下快門的同時(shí)記錄數(shù)據(jù)，具有實(shí) 時(shí)性、自動(dòng)化的特點(diǎn)；

圖1為外接式測量儀與照相機(jī)的連接方式示意圖 圖2為外接式測量儀的各部分組成與連接關(guān)系示意圖 圖中符號說明如下 1照相機(jī) 2外接式測量儀 3閃光燈熱靴 4數(shù)據(jù)下載接口 5快門按鈕[0026] 6控制器 7測量裝置 7-1電子羅盤 7-2水平角和傾斜角傳感器 8記錄裝置 9連接裝置 9-1機(jī)械連接部件 9-2接口電路 10數(shù)據(jù)下載裝置 10-1數(shù)據(jù)下載控制功能軟件
具體實(shí)施方式見圖1、圖2所示，外接式測量儀2，它是由控制器6、測量裝置7、記錄裝置8、連接 裝置9、數(shù)據(jù)下載裝置10五個(gè)部分組成；控制器6與測量裝置7、記錄裝置8、連接裝置9中 的接口電路9-2、數(shù)據(jù)下載裝置10連接。 所述控制器6，本身是單片機(jī)或者FPGA(Field Programmable Gate Array)或者 DSP(Digital Signal Processing)芯片組成的具有控制功能的部件?？刂破?通過串口或 者并口與測量裝置7相連；通過系統(tǒng)總線與記錄裝置8和數(shù)據(jù)下載裝置10相連；另外控制 器6的中斷控制端口與連接裝置9中的接口電路9-2中的接收快門按鈕5按下信號的電路 連接。 所述測量裝置7，包含電子羅盤7-l、水平角和傾斜角傳感器7-2。電子羅盤7_1是 一種測量并可以輸出方向角度信息的電子芯片，它與水平角和傾斜角傳感器7-2用來測量 方向、水平角和傾斜角?？刂破?通過串口或者并口采集電子羅盤7-l、水平角和傾斜角傳 感器7-2測量的數(shù)據(jù)，然后通過系統(tǒng)總線將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到記錄裝置8中的存儲(chǔ)器中。 所述記錄裝置8就是存儲(chǔ)器。測量數(shù)據(jù)通過控制器6存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器上，存儲(chǔ)器通 過系統(tǒng)總線與控制器6連接。 所述連接裝置9是指連接到照相機(jī)1的外接閃光燈熱靴3的部分，它由機(jī)械連接 部件9-l、接口電路9-2組成；其中，機(jī)械連接部件9-1由支架、緊固裝置和連接照相機(jī)1閃 光燈熱靴3的接口組成，其中支架上面固定了外接式測量儀2，緊固裝置用來將支架和照相 機(jī)1緊密的連接起來，連接到照相機(jī)1閃光燈熱靴3的接口 ，用來連接接口電路9-2和照相 機(jī)1閃光燈熱靴3上的電路。接口電路9-2從照相機(jī)1的外接閃光燈熱靴3弓I出兩個(gè)通路， 一個(gè)通路作外接式測量儀2的電源(與外接閃光燈的電源方式相同，本實(shí)用新型可不帶電 源，從閃光燈熱靴上取電)，另一個(gè)通路用來接收快門按鈕5按下的信號；當(dāng)按下快門按鈕5 的時(shí)候，照相機(jī)1會(huì)給閃光燈熱靴3接口一個(gè)脈沖信號，外接式測量儀2就是利用這個(gè)脈沖 信號來觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄操作的。當(dāng)閃光燈接到這個(gè)信號后閃光并由連接裝置9中的接口電路 9-2中的接收快門按鈕5按下信號的電路通知外接式測量儀2的控制器6，控制器6控制測 量裝置7、記錄裝置8將這個(gè)時(shí)刻測量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)記錄下來。 所述數(shù)據(jù)下載裝置IO，它由數(shù)據(jù)下載控制功能軟件10-1和數(shù)據(jù)下載接口 4組成， 其作用是連接個(gè)人電腦或者PDA，將拍照時(shí)候記錄的相機(jī)鏡頭指示的方向、傾斜角和水平角下載到個(gè)人電腦或者PDA的裝置。數(shù)據(jù)下載控制功能軟件10-1是固化到控制器6中的嵌 入式軟件，當(dāng)外接式測量儀2通過數(shù)據(jù)下載接口 4與個(gè)人電腦或者PDA建立連接后，在數(shù)據(jù) 下載控制軟件10-1的驅(qū)動(dòng)下，可以在PC或者PDA上，像讀取一般的優(yōu)盤存儲(chǔ)的文件一樣的 方式，讀取該儀器所記錄的信息數(shù)據(jù)文件。 數(shù)據(jù)下載接口 4為連接個(gè)人電腦或者PDA的接口設(shè)備，可以是USB、串口等有線連 接，也可以是藍(lán)牙或Wi-Fi等無線方式。
權(quán)利要求一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀，其特征在于它是由控制器、測量裝置、記錄裝置、連接裝置、數(shù)據(jù)下載裝置五個(gè)部分組成，控制器與測量裝置、記錄裝置、連接裝置中的接口電路、數(shù)據(jù)下載裝置連接；所述控制器，本身是單片機(jī)、FPGA芯片、DS芯片組成的部件，控制器通過串口、并口與測量裝置相連，通過系統(tǒng)總線與記錄裝置和數(shù)據(jù)下載裝置相連，控制器的中斷控制端口與連接裝置中的接口電路中的接收快門按下信號的電路連接；所述測量裝置，包含電子羅盤、水平角和傾斜角傳感器；控制器通過串口、并口采集電子羅盤、水平角和傾斜角傳感器測量的數(shù)據(jù)，然后通過系統(tǒng)總線將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到記錄裝置中的存儲(chǔ)器中；所述記錄裝置，就是存儲(chǔ)器，測量數(shù)據(jù)通過控制器保存到存儲(chǔ)器上，存儲(chǔ)器通過系統(tǒng)總線與控制器連接；所述連接裝置是指連接到照相機(jī)的外接閃光燈熱靴的部分，它由機(jī)械連接部件、接口電路組成；其中，機(jī)械連接部件由支架、緊固裝置和連接照相機(jī)閃光燈熱靴的接口組成，支架上面固定了外接式測量儀，緊固裝置用來將支架和照相機(jī)緊密的連接起來，連接到照相機(jī)閃光燈熱靴的接口用來連接接口電路和照相機(jī)閃光燈熱靴上的電路；所述數(shù)據(jù)下載裝置，它由數(shù)據(jù)下載控制功能軟件和數(shù)據(jù)下載接口組成，數(shù)據(jù)下載控制功能軟件是固化到控制器中的嵌入式軟件，數(shù)據(jù)下載接口為連接個(gè)人電腦、PDA的接口設(shè)備。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀，其 特征在于該數(shù)據(jù)下載接口是USB、串口有線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀，其 特征在于該數(shù)據(jù)下載接口是藍(lán)牙、Wi-Fi無線方式連接。
專利摘要本實(shí)用新型一種記錄照相機(jī)方向、傾斜角和水平角的外接式測量儀，它是由控制器、測量裝置、記錄裝置、連接裝置、數(shù)據(jù)下載裝置五個(gè)部分組成；控制器與測量裝置、記錄裝置、連接裝置中的接口電路、數(shù)據(jù)下載裝置連接?？刂破魇菃纹瑱C(jī)或者FPGA、DSP芯片組成的具有控制功能的部件；測量裝置包含電子羅盤、水平角和傾斜角傳感器；記錄裝置是存儲(chǔ)器；連接裝置是指連接到照相機(jī)的外接閃光燈熱靴的部分，它由機(jī)械連接部件、接口電路組成；數(shù)據(jù)下載裝置由數(shù)據(jù)下載控制功能軟件和數(shù)據(jù)下載接口組成，它將拍照時(shí)候記錄的相機(jī)鏡頭指示的方向、傾斜角和水平角下載到個(gè)人電腦或者PDA裝置。它有著升級便利、更換靈活，實(shí)時(shí)性強(qiáng)、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G01C1/00GK201489017SQ20092017297
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者張玉超, 李國旗 申請人:北京航空航天大學(xué)