(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221078476 5.3 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 长江三峡勘测研究院有限公司 （武 汉） 地址 430073 湖北省武汉市东湖高新区光 谷创业街99号 (72)发明人 王吉亮　许琦　白伟　朱志宏　 井发坤　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 张晓博 (51)Int.Cl. H04N 5/232(2006.01) H04N 5/225(2006.01) G03B 17/56(2021.01)F16M 11/12(2006.01) (54)发明名称 边坡倾斜摄影装置、 影像数据采集方法及影 像数据采集仪 (57)摘要 本发明属于边坡影像处理技术领域， 公开了 边坡倾斜摄影装置、 影像数据采集方法及影像数 据采集仪,所述边坡倾斜摄影装置包括： 三脚架、 承载架、 云台载板、 三轴增稳云台、 云台控制模 块、 数码相机、 相机同步控制器、 显示设备。 本发 明中的倾斜摄影装置使用过程中受空间限制小， 对坡面可不受空间限制进行有效采集， 实现单梯 度边坡一次性采集； 采用了三轴电子云台对相机 增稳， 保证相机曝光时姿态稳定， 影像质量高； 本 发明装置 可操作性强， 操作人员仅需简单培训即 可胜任采集工作， 人为影像成果质量因素小， 成 果质量稳定性强； 本发明可通过一次曝光采集边 坡数字影像， 无需往返作业， 降低工作强度， 采集 效率高。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115103121 A 2022.09.23 CN 115103121 A 1.一种边坡倾 斜摄影装置， 其特 征在于， 所述 边坡倾斜摄影装置设置有承载架； 所述承载架上安装有三轴增稳云台， 所述三轴增稳云台安装有数码相机； 所述承载架 上还集成有云台控制模块、 相机同步控制器； 所述三轴增稳云台的姿态线和数码相机的视频线均与云台控制模块连接， 所述数码相 机的快门线与相 机同步控制 器连接， 相 机同步控制器控制多台数码相 机同时曝光， 云台控 制模块控制三轴增稳云台的转动角度。 2.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述承载架安装于三脚架上； 数码相机和三轴增稳云台均设置有 多个， 每一数码相机对应一个三轴增稳云台。 3.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述数码相机数量应满足影像 重叠率要求， 按下式计算： N＝H/(D*2tan( α /2) )*(1‑δ )； 式中N‑需设置相机数量(台)； δ ‑三维影像保证系数， 0.6≤δ＜1； H ‑边坡单级高度(m),H ≤15m； D‑拍摄装置距离边坡垂直距离(m),D≥5m； α ‑数码相机6的镜头视角参数(FOV)值 (°)， α ≥100。 4.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述外部的显示设备与数码相 机连接， 显示拍摄 影像。 5.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述承载架由碳纤维材料制 成。 6.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述承载架为可伸缩结构， 按 边坡实际高度调整长度。 7.如权利要求1所述的边坡倾斜摄影装置， 其特征在于， 所述承载架上安装有滑轨及标 尺， 云台载板上开设有滑槽， 通过滑槽和滑轨配合实现承载架和云台载板滑动连接与固定， 实现调整数码相机的数量及具体位置 。 8.一种如权利要求1～7任意一项所述边坡倾斜摄影装置的影像数据采集方法， 其特征 在于， 所述影 像数据采集方法包括： S1,安装显示设备并启动， 完成三轴增稳云台自检； S2,计算边坡影像采集移动距离参数； S3,调节数码相机位置及云台控制模块， 使数码相机画幅覆盖边坡； S4,根据边坡影 像采集移动距离参数计算公式计算间距 移动至下一曝光 点采集。 9.如权利要求8所述的影像数据采集方法， 其特征在于， 在步骤S2中计算边坡影像采集 移动距离参数， 按下式计算： S＝(D*2tan( α /2) )*(1‑δ )； 式中： δ‑三维影像保证系数， 0.6≤δ＜1； D ‑拍摄装置距离边坡垂直距离(m),D ≥5m； α‑ 数码相机的镜 头视角参数(FOV)值( °)， α ≥100。 10.一种用于水电水利 工程岩石高边坡开挖的影像数据采集仪， 其特征在于， 所述影像 数据采集仪搭 载权利要求1～7任意 一项所述 边坡倾斜摄影装置。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115103121 A 2边坡倾斜摄影 装置、 影像数据采集方 法及影像数据采集 仪 技术领域 [0001]本发明属于边坡影像处理技术领域， 尤其涉及一种边坡倾斜摄影装置、 影像数据 采集方法及影 像数据采集仪 。 背景技术 [0002]目前， 随着我国基础设施建设水平的快速发展， 一大批水电水利工程投建， 由于建 筑物布置需求， 通需常开挖形成大范围的百米级岩石高边坡。 高边坡采用分梯段逐层开挖、 逐层支护的方法进行施工； 按照水电水利相关行业规程， 边坡开挖梯段高度不宜大于15m。 在单层开挖完成后、 喷锚支护前， 需对开挖面进行地质编录， 以记录原始地质信息， 便于技 术分析计算和展示。 [0003]随着基于倾斜摄影的三维影像建模技术的实现和发展， 对边坡进行多角度影像采 集、 实现三维实景重建并进行解译分析， 已经成为水利水电工程勘测等领域的重要技术手 段。 因此， 探究低成本、 优质、 快速影 像采集方法设备成为当前研究的热点。 [0004]边坡影像是记录边坡岩体信息的重要载体， 对于进一步基于影像模型进行信息解 译并进行分析至关重要， 常规的影像采集是技术人员通过单一摄像装置进行， 人员操作是 采集质量的控制性因素， 因操作过程中的不标准性、 差异性对数字影像质量产生严重的影 像。 [0005]通过上述分析， 现有技 术存在的问题及缺陷为： [0006](1)常规人工采集数字影 像工作量大； [0007](2)易造成目标相同部位影 像点因前后变化而无法匹配， 不能建模， 有局限性； [0008](3)为实现三维实景重建， 需多角度采集影像、 并保证一定重叠率， 操作相对较复 杂， 需针对性培训； [0009](4)峡谷地区边坡高陡， 为实现边坡影像采集全覆盖， 通常需借助无人机， 无人机 多作业条件要求较高。 发明内容 [0010]针对现有技术存在的问题， 本发明提供了一种边坡倾斜摄影装置、 影像数据采集 方法及影 像数据采集仪 。 [0011]本发明是这样实现的， 一种边坡倾 斜摄影装置设置有承载架； [0012]所述承载架上安装有三轴增稳云台， 所述三轴增稳云台安装有数码相机； 所述承 载架上还集成有云台控制模块、 相机同步控制器； [0013]所述三轴增稳云台的姿态线和数码相机的视频线均与云台控制模块连接， 所述数 码相机的快门线与相 机同步控制器连接， 相 机同步控制器控制多台数码相 机同时曝光， 云 台控制模块控制三轴增稳云台的转动角度。 [0014]进一步， 所述承载架安装于三脚架 上； 数码相机和三轴增稳云台均设置有多个， 每 一数码相机对应一个三轴增稳云台。说　明　书 1/4 页 3 CN 115103121 A 3