[发明专利]一种模拟航空摄影系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种模拟航空摄影系统及控制方法，通过所述触摸屏触控模块接收参数包括：运行速度、拍摄间距、重叠度、曝光时间、拍摄范围以及航向；根据拍摄范围及航向，计算初始位置，基于运行速度计算所述纵向驱动电机的转速，基于拍摄间距计算纵向驱动电机的驱动时间，基于重叠度计算横向驱动电机按照设定速度的驱动纵向轨道横向移动时间，基于曝光时间确定摄影设备的曝光时间，基于航向确定横向驱动电机的旋转方向；调整摄影设备的位置拍摄。本发明将自动化控制技术和传感器技术融入到摄影测量中，通过PLC控制伺服驱动器使伺服电机转动来控制摄影装置在空中轨道上运行并自动曝光获取沙盘影像来模拟航空摄影，提高了拍摄的稳定度和定位精度。

技术领域

本发明涉及定位方法技术领域，尤其涉及一种模拟航空摄影系统及控制方法。

背景技术

模拟航空摄影系统主要由沙盘、空中轨道、摄影装置、投影仪、控制系统和数据处理部分构成，用沙盘模拟室外地形地貌，在沙盘上方安装空中轨道，将相机安装在空中轨道上，通过控制系统控制相机运行并拍摄沙盘影像，由投影仪实时显示影像并检查影像的质量，并通过控制系统调整相机感光度、曝光时间和影像重叠度等，最后通过配套软件处理数据，输出沙盘模型的DEM、DLG、DOM和三维模型等产品。该系统采用摄影测量的方法，构建了一个易学实用的航空摄影科研与教学平台，可以模拟航空摄影从数据获取到产品输出的全过程，实现快速、动态、连续地获取沙盘模型的几何和纹理信息。

然而现有控制系统采用以单片机为核心的电路板控制系统，由单片机、无线通信、电机驱动和I/O端口四个模块构成，用来控制电机转动、摄影装置运行和曝光。现有控制系统并不稳定：①电路板的信号端口偶尔无法接收地面PC发送的信号，曝光端口偶尔无法发送相机曝光信号，导致可移动轨道和滑块偶尔不能运行、相机偶尔无法正常曝光。②步进电机超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出剧烈振动和噪声，且轨道运行中存在偶尔不受控制的现象。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种模拟航空摄影系统及控制方法，采用可编程逻辑控制器(PLC)控制系统控制摄影装置和可移动轨道运行。

为达到上述目的，本发明提供了一种模拟航空摄影控制系统，包括轨道、电机模块、触摸屏触控模块、PLC控制模块以及伺服控制模块；

所述轨道设置在沙盘上方，摄影设备在电机模块的驱动下沿所述轨道移动拍摄；

所述触摸屏触控模块用于输入轨道运行参数；

所述PLC控制模块基于轨道运行参数生成控制指令，通过伺服控制模块控制电机模块驱动所述摄影设备移动，控制所述摄影设备拍摄。

进一步地，所述轨道包括横向轨道和架设在横向轨道之间的纵向轨道，所述电机模块包括纵向驱动电机和横向驱动电机，所述纵向驱动电机驱动所述摄影设备沿纵向轨道双向移动，所述横向驱动电机驱动所述纵向轨道沿横向轨道双向移动。

进一步地，输入的轨道运行参数包括：摄影基准面的高程、运行速度、旁向重叠度、航向重叠度、曝光时间以及航向；

航向沿纵向轨道，旁向沿横向轨道；所述PLC控制模块基于摄影基准面的高程计算相对航高，基于运行速度计算所述纵向驱动电机的转速，基于旁向重叠度、航向重叠度计算航向和旁向拍摄间距，计算航向拍摄相片数量以及航线数量，计算所述纵向驱动电机的驱动时间，基于曝光时间确定所述摄影设备的曝光时间，基于所述航向确定横向驱动电机的旋转方向，曝光时间小于横向驱动电机停止转动的间隔时间。

进一步地，所述PLC控制模块用于控制摄影设备的纵向移动和/或横向移动；

控制摄影设备的纵向移动包括：控制所述纵向驱动电机驱动所述摄影设备按照所述运行速度沿纵向轨道移动所述驱动时间时长，待停止后控制所述摄影设备拍摄并按照所述曝光时间曝光，直至到达纵向限位位置；