[发明专利]单相机倾斜图像采集装置及采集方法

权利要求书

1.单相机倾斜图像采集装置，其特征在于，包括相机、连接飞行器的第一旋转关节以及连接所述相机的第二旋转关节；

所述第一旋转关节包括电机一和旋转臂一，所述第二旋转关节包括电机二和旋转臂二；电机一连接旋转臂一固定端，旋转臂一自由端连接电机二，电机二连接旋转臂二固定端，所述相机固定安装在旋转臂二自由端；

电机一带动旋转臂一沿第一方向转动，以调整相机的第一倾斜角度；电机二带动旋转臂二沿第二方向转动，以调整相机的第二倾斜角度；所述第一方向面与第二方向垂直；

以所述单相机倾斜图像采集装置的水平中轴线为参照，所述第一倾斜角度为横滚角度，所述第二倾斜角度为仰俯角度。

2.如权利要求1所述单相机倾斜图像采集装置，其特征在于，所述第一旋转关节还包括转轴一，所述第二旋转关节还包括转轴二，电机一通过转轴一连接旋转臂一固定端，电机二通过转轴二连接旋转臂二固定端；

所述转轴一与所述转轴二相互垂直，电机一驱动转轴一转动，转轴一带动旋转臂一绕其沿第一方向转动；电机二驱动转轴二转动，转轴二带动旋转臂二绕其沿第二方向转动。

3.单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，包括：

获取飞行器的三维位置信息，所述三维位置信息包括飞行高度和飞行位置，所述飞行器挂载有权利要求1所述的单相机倾斜图像采集装置；

获取待监测电力杆塔的杆塔高度及杆塔位置；

根据所述飞行高度和飞行位置、所述杆塔高度和杆塔位置得到所述飞行器与所述待监测电力杆塔的相对位置；

根据所述相对位置控制所述单相机倾斜图像采集装置的电机一和/或电机二，以调节所述单相机倾斜图像采集装置中相机的倾斜角度。

4.如权利要求3所述单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，获取飞行器的三维位置信息，包括：

通过预设的GPS模块获取飞行器的三维位置信息。

5.如权利要求3所述单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，根据所述飞行高度和飞行位置、所述杆塔高度和杆塔位置得到所述飞行器与所述待监测电力杆塔的相对位置，包括：

根据所述飞行位置、所述杆塔位置得到所述飞行器与所述待监测电力杆塔的水平距离，以所述飞行器的飞行方向为参照，所述水平距离包括侧向水平距离和前后水平距离；

根据所述飞行高度、所述杆塔高度得到所述飞行器与所述待监测电力杆塔的垂直距离；

由所述水平距离、所述垂直距离得到所述飞行器与所述待监测电力杆塔的相对位置。

6.如权利要求5所述单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，根据所述相对位置控制所述单相机倾斜图像采集装置的电机一和/或电机二，包括：

根据所述相对位置计算所述飞行器与所述待监测电力杆塔的相对角度，以所述飞行器的飞行方向为参照，所述相对角度包括左右侧向角度和前后方角度；

获取所述单相机倾斜图像采集装置中相机的拍摄角度，以所述飞行器的飞行方向为参照，所述拍摄角度包括左右侧拍摄广度和前后方拍摄广度；

将所述相对角度与所述拍摄角度进行比较，根据比较结果控制电机一和/或电机二。

7.如权利要求6所述单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，根据所述相对位置计算所述飞行器与所述待监测电力杆塔的相对角度，包括：

飞行器飞行过程中，按照预设时间周期计算所述飞行器与所述待监测电力杆塔的左右侧向角度a21和前后方角度a22分别为，

a21＝arctan(L1/(H1-h2))-arctan(L1/H1)，

a22＝arctan(L2/(H1-h2))-arctan(L2/H1)，

其中，H1为飞行高度，h2为杆塔高度，L1为飞行器与待监测电力杆塔的侧向水平距离，L2为飞行器与待监测电力杆塔的前后水平距离。

8.如权利要求7所述单相机倾斜图像采集方法，其特征在于，将所述相对角度与所述拍摄角度进行比较，根据比较结果控制电机一和/或电机二，包括：

将所述左右侧向角度与所述左右侧拍摄广度进行比较，将所述前后方角度与所述前后方拍摄广度进行比较；

判断a21>a11/2是否成立，a11为所述相机的左右侧拍摄广度；判断a22>a12/2是否成立，a12为所述相机的前后方拍摄广度；

如果a21>a11/2不成立，控制电机一不旋转；如果a21>a11/2成立，控制电机一旋转以带动旋转臂一旋转角度A1，

A1＝a21–a11/2；

如果a22>a12/2不成立，控制电机二不旋转；如果a22>a12/2成立，控制电机二旋转以带动旋转臂一角度A2，

A2＝a22–a12/2。