一种基于系留浮空器的三维建模装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于系留浮空器的三维建模装置，该三维建模装置包括：通信载荷系统，通信载荷系统设置在系留浮空器的吊舱上，且通信载荷系统包括：图像采集装置、数据传输装置，图像采集装置和数据传输装置通信连接，数据传输装置将图像采集装置采集的监测区域的影像进行传输；地面数据分析站，地面数据分析站和通信载荷系统通信连接，地面分析站用于根据监测区域的影像，构建监测区域的三维模型。本实用新型专利技术通过将三维建模装置应用于长时间驻留的系留浮空器上，从而三维建模装置将会以数据更新速度快、成像质量好等优点应用于大城市的三维建模领域，进而极大程度地促进城市三维建模在智慧城市建设中的应用。

A 3D modeling device based on mooring aerial vehicle

The utility model discloses a three-dimensional modeling device based on a tethered aerostat. The three-dimensional modeling device comprises a communication load system, a communication load system arranged on the pod of the tethered aerostat, and a communication load system including an image acquisition device, a data transmission device, an image acquisition device and a data transmission device. The data transmission device transmits the image of the monitoring area collected by the image acquisition device; the ground data analysis station, the ground data analysis station and the communication load system communicate, and the ground analysis station is used to construct the three-dimensional model of the monitoring area according to the image of the monitoring area. The utility model applies the three-dimensional modeling device to the Tethered Aerostat for a long time, so that the three-dimensional modeling device will be applied to the three-dimensional modeling field of a large city with the advantages of fast data updating speed and good imaging quality, thereby greatly promoting the application of the three-dimensional modeling of a city in the construction of a smart city.

【技术实现步骤摘要】
一种基于系留浮空器的三维建模装置
本技术涉及浮空器领域，具体来说，涉及一种基于系留浮空器的三维建模装置。
技术介绍
传统的三维建模装置一般是基于无人机或有人机平台的，从而通过对监测的对象建立立体像对来实现三维景观的景观重现，但现有方案存在以下三方面的缺陷：一是现有技术方案存在航向重叠和旁向重叠不规则和成像像幅较小的缺陷，这是因为无人机飞行稳定性差，成像倾角过大且方向没有规律；二是由于无人机载荷重量轻，使得其无法负载高精度的姿态测量及位置测量传感器，从而使得该方法的影像处理略显不足；三是现有技术方案还存在数据更新速度慢的缺陷，同时，由于其时间周期往往长达一年甚至更长时间，从而对于在一些发展较快的开发区，这样的更新速度远远不能满足需求。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本技术提出了一种基于系留浮空器的三维建模装置，其解决了现有技术中存在的三维模型数据更新率低、数据质量可靠性不足的问题。本技术的技术方案是这样实现的：为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出了一种基于系留浮空器的三维建模装置，该系留浮空器设置在监测区域上方，并且该三维建模装置包括：通信载荷系统，通信载荷系统设置在系留浮空器的吊舱上，且通信载荷系统包括：图像采集装置、数据传输装置，图像采集装置和数据传输装置通信连接，数据传输装置将图像采集装置采集的监测区域的影像进行传输；地面数据分析站，地面数据分析站和通信载荷系统通信连接，地面分析站用于根据监测区域的影像，构建监测区域的三维模型。根据本技术的一个实施例，通信载荷系统包括：云台装置，云台装置设置在吊舱上，以及图像采集装置固定设置在云台装置上，云台装置用于调整图像采集装置的影像的拍摄角度，以获得监测区域的多个视角的影像。根据本技术的一个实施例，云台装置包括：支撑座、外框架、内框架，且图像采集装置设置在内框架内，外框架设置于支撑座上且外框架可绕支撑座的竖直轴线相对于支撑座转动，内框架设置在外框架内且内框架可绕外框架的水平轴线相对于外框架转动。根据本技术的一个实施例，数据传输装置包括：以太网交换机，以太网交换机和图像采集装置通信连接，且以太网交换机通过光电复合缆或无线通信装置与地面分析站通信连接。根据本技术的一个实施例，三维建模装置还包括：驱动装置，驱动装置设置在吊舱上且与以太网交换机通信连接，驱动装置用于根据地面分析站发送的指令，调整云台装置的姿态，从而调整图像采集装置的影像的拍摄角度。根据本技术的一个实施例，三维建模装置还包括：串口服务器，串口服务器设置在吊舱上，串口服务器分别与以太网交换机和驱动装置连接。根据本技术的一个实施例，三维建模装置还包括：设于吊舱上的电源分配模块，电源分配模块分别和光电复合缆、以太网交换机、无线通信设置和图像采集装置电连接，电源分配模块用于将通过光电复合缆传输的电压进行转换和分配。根据本技术的一个实施例，图像采集装置包括：五个镜头，包括一个第一镜头和四个第二镜头，第一镜头竖直朝下地设置，四个第二镜头分别与竖直方向呈倾斜角度地设置在第一镜头的周向，以获取监测区域的垂直影像和倾斜影像。根据本技术的一个实施例，三维建模装置还包括：惯性导航装置，惯性导航装置设置在吊舱上且与通信载荷通信连接，惯性导航系统用于定位监测区域。根据本技术的一个实施例，系留浮空器与监测区域的垂直距离大于4千米。本技术的有益技术效果在于：本技术通过将三维建模装置应用于长时间驻留的系留浮空器上，从而三维建模装置将会以数据更新速度快、成像质量好等优点应用于大城市的三维建模领域，进而极大程度地促进城市三维建模在智慧城市建设中的应用。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例的通信载荷系统的示意图；图2是根据本技术实施例的系留浮空器和地面分析站的通信方式的示意图；图3是根据本技术实施例的第二镜头的布置示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为了解决现有技术中存在的问题，本技术提出了一种基于系留浮空器的三维建模装置，该系留浮空器设置在监测区域上方，并且该三维建模装置包括：通信载荷系统，通信载荷系统设置在系留浮空器的吊舱上，以及如图1所示，该通信载荷系统包括：图像采集装置、数据传输装置，图像采集装置和数据传输装置通信连接，数据传输装置将图像采集装置采集的监测区域的影像进行传输；地面数据分析站，地面数据分析站和通信载荷系统通信连接，地面分析站用于根据监测区域的影像，构建监测区域的三维模型。在该实施例中，系留浮空器一般是由以下几个分系统组成：结构系统、航电系统、防雷系统、飞控系统、通信载荷系统、地面保障系统、地面锚泊系统、地面分析站、测控及应用系统。此外，该系留浮空器一般工作在高于1000m的高空中，并且该系留浮空器依靠高强度的光电复合缆(或光电复合系留缆、或系留绳)连接地面分析站，同时，该光电复合缆包含2路光纤接口和2路供电接口，从而完成地面和系留浮空器之间的供电和数据传输。此外，通信载荷系统是实现三维重建的关键，其是由图像采集装置和数据传输装置组成，同时，上述图像采集装置和数据传输装置可根据实际需求进行选择，例如，根据本技术的一个实施例，如图1所示，图像采集装置包括五镜头倾斜相机以实现多角度获取监测区域的影像，数据传输装置包括千兆以太网交换机，此外，当然可以理解，该图像采集装置和数据装置还包括其他的装置，例如，根据本技术的一个实施例，该图像采集装置还包括姿态测量与控制组件、定位与导航组件。以下为了描述清楚，下面通过图1对本技术的技术方案进行描述。如图1所示，设置在系留浮空器的吊舱上的通信载荷系统和地面分析站之间通过光电复合缆连接，并且该光电复合缆中的供电接口与电源转换模块连接，从而通过电源转换模块将地面上传输的电压转换为220V交流电(AC)和48V直流电(DC)，随后通过电源分配模块进行电源的分配，该电源分配模块将24V交流电分配给五镜头倾斜相机，以保证五镜头倾斜相机的正常工作，同时，该电源分配模块将220V交流电分配给千兆以太网交换机，以保证千兆以太网交换机正常工作，并且该千兆以太网交换机具有由RJ45接口构成的以太网接口和SFP(SmallForm-factorPluggable，光模块)接口，同时，该SFP接口和光电复合缆的光纤接口连接，该以太网接口和串口服务器的RJ45接口构成的以太网接口连接，该串口服务器用于提供信号的转换功能，同时，该串口服务器通过串口和云台电机1、云台电机2、云台电机3、云台电机4连接，上述多个云台电机1、云台电机2、云台电机3和云台电机4用作驱动装置，串口服务器和驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于系留浮空器的三维建模装置，所述系留浮空器设置在监测区域上方，其特征在于，包括：通信载荷系统，所述通信载荷系统设置在所述系留浮空器的吊舱上，且所述通信载荷系统包括：图像采集装置、数据传输装置，所述图像采集装置和所述数据传输装置通信连接，所述数据传输装置将所述图像采集装置采集的所述监测区域的影像进行传输；地面数据分析站，所述地面数据分析站和所述通信载荷系统通信连接，所述地面分析站用于根据所述监测区域的影像，构建所述监测区域的三维模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于系留浮空器的三维建模装置，所述系留浮空器设置在监测区域上方，其特征在于，包括：通信载荷系统，所述通信载荷系统设置在所述系留浮空器的吊舱上，且所述通信载荷系统包括：图像采集装置、数据传输装置，所述图像采集装置和所述数据传输装置通信连接，所述数据传输装置将所述图像采集装置采集的所述监测区域的影像进行传输；地面数据分析站，所述地面数据分析站和所述通信载荷系统通信连接，所述地面分析站用于根据所述监测区域的影像，构建所述监测区域的三维模型。2.根据权利要求1所述的三维建模装置，其特征在于，所述通信载荷系统包括：云台装置，所述云台装置设置在所述吊舱上，以及所述图像采集装置固定设置在所述云台装置上，所述云台装置用于调整所述图像采集装置的影像的拍摄角度，以获得所述监测区域的多个视角的影像。3.根据权利要求2所述的三维建模装置，其特征在于，所述云台装置包括：支撑座、外框架、内框架，且所述图像采集装置设置在所述内框架内，所述外框架设置于所述支撑座上且所述外框架可绕所述支撑座的竖直轴线相对于所述支撑座转动，所述内框架设置在所述外框架内且所述内框架可绕所述外框架的水平轴线相对于所述外框架转动。4.根据权利要求2所述的三维建模装置，其特征在于，所述数据传输装置包括：以太网交换机，所述以太网交换机和所述图像采集装置通信连接，且所述以太网交换机通过光电复合缆或无线通信装置与地面分析站通信连接。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：东莞前沿技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44