[发明专利]一种九相机的倾斜摄影系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种九相机的倾斜摄影系统，包括三个并排的相机组，每个相机组由三个长轴共面的相机构成；各相机组内相邻两个相机之间的夹角相等，相邻两个相机组之间的夹角相等；各相机组内位于中间的相机的短轴相互平行。本发明的目的在于提供一种九相机的倾斜摄影系统及其使用方法，以解决现有技术中倾斜摄影相机难以满足复杂建模需求、导致对复杂建模场景的建模效果不佳的问题，实现通过倾斜摄影系统建立外观效果更好、精度更高的复杂模型的目的。

技术领域

本发明涉及航拍领域，具体涉及一种九相机的倾斜摄影系统及其使用方法。

背景技术

传统的无人机航拍用倾斜摄影相机为5镜头摄影，具体由一个中间相机，和前后左右四个倾斜相机构成，如CN106052648B公开的一种轻小型倾斜摄影测量系统及方法，就是这种5相机布局的倾斜摄影相机，这种倾斜摄影相机结构简单，数据采集面少，对于目前复杂的建模场景，如城市高楼区、密集建筑区、玻璃楼等区域的建模效果不佳。

现有技术中也出现了9镜头的摄影装置：如CN108327922A公开的一种九视角航空倾斜摄影云台，利用3相机摆动形成9视角的倾斜摄影相机，但这种相机完成一个周期曝光的时间长，不适合搭载于速度较快的飞行器上，且不利于集成高精度惯导系统；此外，该方案倾斜和垂直的相机镜头的焦距相同，导致拍摄场景的分辨率差距较大。又如CN107257427A公开的九镜头无人机全景摄像机及其图像处理方法，是一种9镜头的全景相机，是为采集同一个坐标点360°视角的相机，其与倾斜摄影相机的工作原理与相机排布方式完全不同，根本无法用于飞行器航拍中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种九相机的倾斜摄影系统及其使用方法，以解决现有技术中倾斜摄影相机难以满足复杂建模需求、导致对复杂建模场景的建模效果不佳的问题，实现通过倾斜摄影系统建立外观效果更好、精度更高的复杂模型的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

一种九相机的倾斜摄影系统，包括三个并排的相机组，每个相机组由三个长轴共面的相机构成；各相机组内相邻两个相机之间的夹角相等，相邻两个相机组之间的夹角相等；各相机组内位于中间的相机的短轴相互平行。

针对现有技术中倾斜摄影相机难以满足复杂建模需求、导致对复杂建模场景的建模效果不佳的问题，本发明提出一种九相机的倾斜摄影系统，以三个相机组进行并排，其中每个相机组内为三个相机，且三个相机长轴共面。相机的长轴即为相机底座的长轴，对于现有的用于倾斜摄影的相机而言，其结构均呈方形，因此本领域技术人员能够准确确定其长轴。在同一个相机组内相邻两个相机之间的夹角均相等，且对于不同相机组而言该夹角也相等。并且，对于三个相机组而言，相邻两个相机组之间的夹角也相等。各相机组内位于中间的相机的短轴相互平行，即是每个相机组内均有一个相机位于另外两个相机之间，三个相机组内就有三个位于中间的相机，这三个位于各自相机组内中间位置的相机的短轴相互平行。倾斜摄影系统从原理上讲同一立面拍摄的角度越多，角度差异越小，空三匹配成功率会更高。现有技术中使用的五镜头倾斜摄影相机，采集的数据经常会出现多次空三不能通过的情况，而采用本申请排列方式的九相机系统，比五镜头具有更多的角度、更小的角度间距，空三匹配成功率会更高，能有效减少数据处理时间，减轻内业负担。此外，通过采用本申请排列方式的九相机系统，可以采集到的更高角度的建筑立面，使得模型侧面纹理更平整；能采集更多的地物影像数据信息，建立的模型外观效果更好，精度更高；单次拍摄，各相机拍摄区域重叠区域小，有效区域大；通过调整各相机倾斜角度及镜头焦距的配合，还能保证各相机航片分辨率的一致性，有效提高模型质量。

进一步的，当正中间的相机拍摄影像的地面投影为矩形时，其前后左右四个相机拍摄影像的地面投影为梯形，其左上、右上、左下、右下四个相机拍摄影像的地面投影为梯形或不规则四边形。对于三个相机组而言，每个相机组内三个相机，因此必然有一个相机位于最正中，其余相机按空间位置可分为前、后、左、右、左上、右上、左下、右下八个方向分布，本方案通过对各相机投影形状的限定来间接限定各相机的不同倾斜角度，确保单次拍摄时，各相机拍摄区域重叠区域小，有效区域大。