本發(fā)明涉及航空攝影測量領域，尤其涉及一種多鏡頭傾斜攝影測量相機。

背景技術：

多鏡頭傾斜攝影測量顛覆了以往正射影像只能從垂直角度拍攝的局限，通過在同一飛行平臺上搭載多臺傳感器，同時從一個垂直、四個傾斜等五個不同的角度采集影像，將用戶引入了符合人眼視覺的真實直觀世界。

現(xiàn)有技術中，多鏡頭傾斜攝影測量相機通過組裝單個鏡頭的相機或手機以實現(xiàn)多個角度對地物的拍攝。該方式具有如下缺點：1.各個角度的拍攝單元在曝光一致性，定位同步性方面實現(xiàn)比較困難；2.利用市場已有成品相機的組合，組合過程比較困難，受限于，體積、重量、形狀等，往往尺寸偏大、重量大，僅限于大型無人機搭載使用；3.數(shù)據(jù)存儲比較分散，每個拍攝單元只能使用自己原有的存儲結構(基本為存儲卡，存儲讀寫速度慢，容量有限)，存儲介質分布在各個相機，數(shù)據(jù)匯總比較繁瑣，后期生產處理時，數(shù)據(jù)整理非常困難。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種多鏡頭傾斜攝影測量相機，保證多個攝影模塊的曝光一致性，定位同步性；實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲，簡化后期數(shù)據(jù)整理。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種多鏡頭傾斜攝影測量相機包括：

支架，所述支架內具有支架腔；

用于采集攝影數(shù)據(jù)的攝影模塊，所述攝影模塊包括一個垂直攝影模塊以及四個傾斜攝影模塊；所述垂直攝影模塊位于所述支架的底面中部，四個所述傾斜攝影模塊分別位于所述支架的底面的四角；每個所述傾斜攝影模塊的主光軸均朝向相鄰的一個所述傾斜攝影模塊所在的位置偏轉，且任意兩個所述傾斜攝影模塊的主光軸均不平行；

轉接模塊，所述轉接模塊的信號輸入端與所述攝影模塊的信號輸出端通信連接，用于對所述攝影模塊所采集的攝影數(shù)據(jù)進行信號轉接；

處理模塊，所述處理模塊的信號輸入端與所述轉接模塊的信號輸出端通信連接，用于對5路經過信號轉接處理的所述攝影數(shù)據(jù)進行處理并形成圖像數(shù)據(jù)；

同步曝光模塊，所述同步曝光模塊與所述攝影模塊通信連接，用于生成統(tǒng)一的行場信號并控制所述攝影模塊同步曝光；

顯示接口，所述顯示接口與所述處理模塊的信號輸出端通信連接，用于顯示所述圖像數(shù)據(jù)；所述顯示接口的信號輸出端與高清顯示設備連接，通過人機交互界面對所述攝影模塊的參數(shù)進行設置；

主功能模塊，所述主功能模塊的信號輸入端與所述處理模塊的輸出端通信連接，用于對所述圖像數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)信息；

存儲模塊，所述存儲模塊的輸入端與所述主功能模塊通信連接，用于對插入數(shù)據(jù)信息的所述圖像數(shù)據(jù)進行儲存；

所述轉接模塊、所述處理模塊、所述同步曝光模塊、所述主功能模塊以及所述存儲模塊均位于所述支架腔內。

本發(fā)明的有益效果是：通過設置同步曝光模塊，保證多個攝影模塊的曝光一致性，定位同步性；通過設置所述轉接模塊、所述處理模塊、以及所述主功能模塊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲，簡化后期數(shù)據(jù)整理。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，每個所述攝影模塊均包括鏡頭以及光電傳感器，所述鏡頭用于采集光信號，所述光電傳感器用于將所述光信號轉化為電信號形式的所述攝影數(shù)據(jù)。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置所述鏡頭以及所述光電傳感器，實現(xiàn)了所述攝影模塊的標準化與批量化，同時組裝更為方便，精簡了所述攝影模塊的結構，便于使用和安裝。

進一步，所述處理模塊對整合后的所述攝影數(shù)據(jù)的處理包括：插值處理、黑電平校正、伽馬校正、自動白平衡以及降噪處理。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過對所述攝影數(shù)據(jù)的處理，一方面，使設計更加穩(wěn)定和簡單；另一方面，優(yōu)化了所述攝影數(shù)據(jù)。

進一步，所述同步曝光模塊通過對同一晶振進行分頻生成行場信號控制所述攝影模塊同步曝光。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過對同一晶振通過分頻后，生成一組的行場信號，用來控制多個所述攝影模塊進行同步曝光，上述方法簡單易行，控制可靠性較高。

進一步，所述數(shù)據(jù)信息包括：所述攝影模塊所提供的光圈信息、快門信息、白平衡信息以及焦距信息；所述主功能模塊所提供的日期時間信息、分辨率信息以及設備名稱信息；及所述處理模塊所提供的曝光信息以及增益信息。

進一步，還包括定位模塊，用于獲取地理位置信息；所述定位模塊的信號輸出端與所述主功能模塊的輸入端通信連接，用于對所述圖像數(shù)據(jù)插入地理位置信息。

進一步，還包括拍攝姿態(tài)模塊，用于獲取所述攝影模塊的拍攝姿態(tài)信息；所述拍攝姿態(tài)模塊的信號輸出端與所述主功能模塊的輸入端通信連接，用于對所述圖像數(shù)據(jù)插入拍攝姿態(tài)信息。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過所述攝影模塊所提供的信息、所述主功能模塊所提供的信息、所述定位模塊所提供的信息、以及所述拍攝姿態(tài)模塊所提供的信息，方便了用戶對于圖像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的編碼和管理，方便了圖像數(shù)據(jù)的導出；同時方便了后期的數(shù)據(jù)處理。

進一步，還包括支架上蓋，所述支架上蓋遮覆所述支架的頂面，所述支架上蓋上開設有多個接口，用于實現(xiàn)對多鏡頭傾斜攝影測量相機的數(shù)據(jù)傳輸以及調試；所述支架上蓋設置有存儲模塊擋板，通過拆卸所述存儲模塊擋板進行所述存儲模塊的更換。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置多個所述接口，方便用戶對多鏡頭傾斜攝影測量相機的數(shù)據(jù)傳輸以及調試，同時也提供了升級接口；通過設置所述存儲模塊擋板，方便了用戶對所述存儲模塊進行更換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多鏡頭傾斜攝影測量相機的外部結構示意圖；

圖2為本發(fā)明多鏡頭傾斜攝影測量相機的爆炸圖；

圖3為本發(fā)明多鏡頭傾斜攝影測量相機的硬件模塊圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、支架；2、攝影模塊；3、轉接電路板；31、轉接模塊；4、處理電路板；41、同步曝光模塊；5、主功能電路板；51、主功能模塊；6、支架上蓋；61、接口；62、儲存模塊擋板；7、定位模塊；8、拍攝姿態(tài)模塊。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1-圖3所示，本實施例的一種多鏡頭傾斜攝影測量相機包括：支架1，所述支架1開設有支架腔；設置在所述支架1的底面上的五個攝影模塊2，五個所述攝影模塊2均用于采集攝影數(shù)據(jù)，所述攝影模塊2優(yōu)選為500萬像素cmos傳感器傳感器模塊，在整機內成固定的角度安裝，每個cmos傳感器模塊由cmos傳感器板和低畸變1m像素鏡頭組成；五個所述攝影模塊2包括一個垂直攝影模塊以及四個傾斜攝影模塊；所述垂直攝影模塊位于所述支架1的底面中部，四個所述傾斜攝影模塊分別位于所述支架1的底面的四角；每個所述傾斜攝影模塊的主光軸均朝向相鄰的一個所述傾斜攝影模塊所在的位置偏轉，且任意兩個所述傾斜攝影模塊的主光軸均不平行；轉接模塊31，用于對五個所述攝影模塊2所采集的攝影數(shù)據(jù)進行整合，使用過程中，所述轉接模塊31對于五個所述攝影模塊2所采集的攝影數(shù)據(jù)進行信號轉接，以實現(xiàn)所述攝影模塊與所述處理模塊的良好對接；處理模塊，所述處理模塊的信號輸入端與所述轉接模塊31的信號輸出端通信連接，用于對5路經過信號轉接處理的所述攝影數(shù)據(jù)進行處理并形成圖像數(shù)據(jù)；同步曝光模塊41，生成統(tǒng)一的行場信號并控制五個所述攝影模塊2同步曝光；本發(fā)明中，所述轉接模塊31以及所述同步曝光模塊41集成于fpga芯片；顯示接口，所述顯示接口與所述處理模塊的信號輸出端通信連接，用于在高清顯示器上顯示實時圖像；所述顯示接口的信號輸出端與與高清顯示設備連接，通過人機交互界面對所述攝影模塊的參數(shù)進行設置；本發(fā)明中，采用microhdmi接口，輸出1080p60的圖像；主功能模塊51，用于對所述圖像數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)信息，所述處理模塊的信號輸出端與所述主功能模塊51的信號輸入端通信連接；存儲模塊，用于對插入數(shù)據(jù)信息的所述圖像數(shù)據(jù)進行儲存；所述轉接模塊31、所述處理模塊、所述同步曝光模塊41、所述主功能模塊51以及所述存儲模塊位于所述支架腔內。其中，所述轉接模塊31集成于轉接電路板3上，所述處理模塊以及所述同步曝光模塊41集成于處理電路板4上，所述主功能模塊51以及所述存儲模塊集成于主功能電路板5上。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明通過設置同步曝光模塊41，保證多個攝影模塊2的曝光一致性；通過設置所述轉接模塊31、所述處理模塊、以及所述主功能模塊51，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲，簡化后期數(shù)據(jù)整理。

本發(fā)明中，所述處理模塊對整合后的所述攝影數(shù)據(jù)的處理包括：插值處理、黑電平校正、伽馬校正、自動白平衡以及降噪處理。使用過程中，每個所述攝影模塊2所采集的攝影數(shù)據(jù)通過lvds接口61以15fps/s的速率送給所述處理電路板4。所述處理模塊的lvdsreceive部分對數(shù)據(jù)進行解串(本發(fā)明中，為了減少芯片之間連接的信號數(shù)量，使設計更加穩(wěn)定和簡單，普遍采用串行總線來傳輸數(shù)據(jù))之后，從每個所述攝影模塊2的所采集的攝影數(shù)據(jù)中均勻的取5幀(每個所述cmos傳感器模塊輸出15幀/秒，每個所述攝影模塊2每間隔2幀保留1幀，單個所述cmos傳感器模塊的輸出就是5幀/秒，即五個所述cmos傳感器模塊合起來就是25幀/秒)形成25fps/s的數(shù)據(jù)流后，進行圖像的插值處理、黑電平校正、伽馬校正、自動白平衡、降噪處理(上述處理電路板4的處理步驟是串行執(zhí)行，先進行插值處理，再進行黑電平校正、伽馬矯正，然后進行自動白平衡和降噪處理)，將所述攝影數(shù)據(jù)轉換為圖像數(shù)據(jù)。采用上述處理方案的有益效果是：通過對所述攝影數(shù)據(jù)的處理，一方面，使設計更加穩(wěn)定和簡單；另一方面，優(yōu)化了所述攝影數(shù)據(jù)。

本發(fā)明中，所述同步曝光模塊41通過對同一晶振進行分頻生成行場信號控制五個所述攝影模塊2同步曝光。使用過程中，每個所述cmos傳感器模塊均工作于從模式，統(tǒng)一連接到所述處理電路板4上，利用本地晶振生成統(tǒng)一的傳感器主時鐘，傳感器行信號和場信號，復制成5份，通過5個觸發(fā)器單元分別送給5個所述cmos傳感器模塊。這種曝光方式，由于在fpga芯片內部將1路同步信號復制為5路信號，最后通過fpc排線傳遞給cmos。因此最終不同cmos接收到的同步信號延時極小。

trcv＝tfpc+tasic是皮秒級別的延時。

tfpc為電信號在設備內部通過排線傳輸，不同排線長度帶來的傳輸延時，由于電信號速度是光速，因此該延時是皮秒級別的

tasic為fpga將同步生成器的信號連接的fpga端口的布線延時，這個延時可以認為是0，因此不存在任何誤差和延時。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過對同一晶振通過分頻后，生成一組的行場信號，用來控制多個所述攝影模塊2進行同步曝光，上述方法簡單易行，控制可靠性較高。

本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)信息包括：所述攝影模塊2所提供的光圈信息、以及焦距信息；所述主功能模塊51所提供的日期時間信息、分辨率信息以及設備名稱信息；所述處理模塊所提供的曝光信息以及增益信息；所述多鏡頭傾斜攝影測量相機還包括定位模塊7，用于獲取地理位置信息；所述數(shù)據(jù)信息包括所述定位模塊7所提供的所述地理位置信息；所述多鏡頭傾斜攝影測量相機還包括拍攝姿態(tài)模塊8，用于獲取所述攝影模塊2的拍攝姿態(tài)信息；所述拍攝姿態(tài)信息包括所述攝影模塊2的三維空間加速度信息以及所述攝影模塊2的三維空間角速度信息，所述數(shù)據(jù)信息包括所述拍攝姿態(tài)模塊8所提供的所述攝影模塊2的三維空間加速度信息以及所述攝影模塊2的三維空間角速度信息。

本發(fā)明在使用過程中，對所述圖像數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)信息(即插入exif標志)。所插入的數(shù)據(jù)信息是一種圖像文件格式，所述數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)存儲與所述圖像數(shù)據(jù)(jpeg格式)格式是完全相同的。實際上所插入的所述數(shù)據(jù)信息就是在所述圖像數(shù)據(jù)頭部插入所述圖像數(shù)據(jù)的相關信息，包括光圈信息、焦距信息、日期時間信息、分辨率信息、設備名稱信息、曝光信息、增益信息、地理位置信息、所述攝影模塊2的三維空間加速度信息以及所述攝影模塊2的三維空間角速度信息。所述主功能電路板5接收每五張圖片，首先將這五張緩存至dram(即ddr內存，本發(fā)明優(yōu)選為ddr3ram)中，然后分別從所述處理模塊中獲取照片的所述曝光信息和所述增益信息，通過uart從所述定位模塊7中獲取所述地理位置信息，通過uart從所述拍攝姿態(tài)模塊8中獲取所述拍攝姿態(tài)信息。同時將一些固定的信息，比如分辨率信息、設備名稱信息等整合起來。按照規(guī)定的格式寫到所述圖像數(shù)據(jù)的頭部文件中。在固態(tài)硬盤中，建立特定的文件目錄結構，可以被方便的導出。主功能模塊51同固態(tài)硬盤通過sataii進行讀寫操作。本發(fā)明在抓拍時每隔5分鐘生成一個文件夾，每個文件夾內分別包含5個所述攝影模塊2對應的目錄，每個目錄下存儲圖片(jpeg格式)，名稱以“事件號-拍攝事件年月日時分毫秒-設備號-通道號”的格式記錄。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過所述攝影模塊2所提供的信息、所述主功能模塊51所提供的信息、所述定位模塊7所提供的信息、以及所述拍攝姿態(tài)模塊8所提供的信息，方便了用戶對于圖像數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的編碼和管理，方便了圖像數(shù)據(jù)的導出；同時方便了后期的數(shù)據(jù)處理。

進一步，所述多鏡頭傾斜攝影測量相機還包括支架上蓋6，所述支架上蓋6遮覆所述支架1的頂面，所述支架上蓋6上開設有多個接口61，其中多個所述接口61包括rj45網口、i/o觸發(fā)口、串口、msata接口、microhdmi接口、rgmii接口以及usb接口，用于對多鏡頭傾斜攝影測量相機的數(shù)據(jù)傳輸以及調試、視頻數(shù)據(jù)的實時顯示、人機交互界面的顯示、jpeg數(shù)據(jù)在msatat中的存儲、masta中jpeg數(shù)據(jù)的顯示、用戶通過ftp的數(shù)據(jù)下載等各種功能；所述支架上蓋6設置有存儲模塊擋板62，通過拆卸所述存儲模塊擋板62進行所述存儲模塊的更換。使用過程中，用戶通過u盤連接所述接口61進行系統(tǒng)升級，也可以通過網線連接所述接口61以及電腦進行升級。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過設置多個所述接口61，方便用戶對多鏡頭傾斜攝影測量相機的數(shù)據(jù)傳輸以及調試，同時也提供了升級接口61；通過設置所述存儲模塊擋板62，方便了用戶對所述存儲模塊進行更換。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。