[发明专利]空中360°全景照片拍摄装置及方法

说明书

技术领域:

本发明涉及一种全景摄影技术，进一步涉及一种空中360°全景照片拍摄装置及方法。

背景技术:

传统“地面”360°全景摄影是将一个相机固定在高于地面某一位置，围绕一个固定的点旋转360°进行拍照，然后通过相机自带软件或是利用计算机中软件，对所拍摄360°全景照片进行后期处理、拼接，合成360°全景照片。此种方法基于一个相机在一个固定点，旋转360°，多次连续拍摄，以保证将同一平面的某一固定点360°环视效果通过在环视范围内逐一拍摄的照片来全部获取，但是需要满足每张拍摄的照片都是基于空间中某一点位同一平面，且在环视360°拍摄期间周围无明显环境变化，这样才能够较好的实现360°全景拍摄的效果，并且所摄照片的透视角度正确。这对于后期合成360°全景图像也更为方便。

而传统“空中”360°全景摄影，则是通过将相机固定在无人旋翼直升机上某一位置，直升机携相机飞行至空中某一点位，然后进行悬停，根据实际情况不停地改变直升机机头方向，在环视范围内逐一进行照片拍摄。其间，要尽量保持直升机始终处于同一水平面，用以保证拍摄出来的照片透视效果相同，能够更便于后期360°全景照片的处理、合成。但包括直升机在内的所有飞行器在空中航拍的过程中，都会由于受风力或是气流扰动等因素影响，以及因地面操纵人员遥控飞行器飞行姿态和相机云台操纵者对相机云台调整不及时或两人配合不默契等原因，很难保证相机在360°环视拍摄的过程中保持一个相机始终基于同一水平面拍摄，极易造成所拍摄照片的水平面各有区别，容易给后期制作、合成360°全景图像提高难度。另外，传统空中全景摄影，在拍摄过程总要不断地调整直升机的飞行方向、姿态以及调整相机与直升机的相对位置。因此，这种拍摄方法对于地面无人旋翼直升机的操纵人员和相机云台的操纵人员的要求都比较高，操作起来难度较大。

不管是传统的地面360°全景摄影还是传统的空中360°全景摄影，二者的技术应用于空中360°全景摄影上都存在一定的局限性和不确定性，即：在拍摄过程中，相机高度控制困难；每一张照片拍摄的时间不一样，传统全景照片不是同一时间拍摄的。

发明内容：

本发明提出了一种能够固定在飞行器上的，且能够同时固定多个相机的装置，实现了同时获得空中某一位置同一时间的全部360°全景照片。

空中360°全景照片拍摄装置，包括：

位于下部的N个底部相机固定平面，位于侧部均匀分布的M个侧部相机固定平面；位于底部相机固定平面或侧部相机固定平面上的数码照相机；无线快门遥控器，实现对数码照相机的同步控制。

所述N的数值可以为1，位于底部相机固定平面上的数码相机垂直俯拍水平面。

所述N的数值也可以为2或4，两两对称分布，每一对位于底部相机固定平面上的数码相机沿某条垂直于水平面的直线对称分布，二者镜头在相邻方向视场角分别为S1和S2，镜头中心线的延长线相交，夹角大于零，且小于（S1+S2）/2。

所述M的数值为3、4、5、6、8或更多。

所述位于侧部相机固定平面上的数码照相机的镜头在垂直方向视场角为S3，镜头中心线与水平面的夹角大于0.5*S3-10，小于75-0.5*S3。

在上述空中360°全景照片拍摄装置上实现的空中360°全景照片拍摄方法，

根据分辨率要求和被拍摄场景面积确定相机及镜头焦距参数、拍摄高度，确定M、N的数值；

根据光线条件选择光圈和快门参数；由于不同拍摄任务对于拍摄照片的清晰度要求不同，因此为相机配备的镜头也会不同，镜头性能（主要指镜头视场角大小）直接决定在云台上放置相机的个数，进而决定环绕云台一周需要的多面体数量。同理，云台的底面多面体数量也可根据要求进行配置。这样的结构设计更为灵活多变，可满足更多情况下不同的使用要求。两两相机间的视场角必须有所重合，这样才能够保证在360°范围内所有画面全部都能够获取，没有盲区。

视场角，指在光学仪器中，以光学仪器的镜头为顶点，以被测目标的物象可通过镜头的最大范围的两条边缘构成的夹角。

镜头一般分为1/3″、1/2″和2/3″或APSC或全画幅镜头等，镜头规格一定的情况下，镜头焦距与镜头视场角的关系为：镜头焦距越长，其镜头的视场角就越小；在镜头焦距一定的情况下，镜头规格与镜头视场角的关系为：镜头规格越大，其镜头的视场角也越大。所以，在镜头物距一定的情况下，随着镜头焦距的变大，所拍摄的画面范围就越小，但画面细节越来越清晰；而随着镜头规格的增大，所拍摄的画面范围就增大，但其画面细节越来越模糊。