本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种双模式相机系统。
背景技术：
多光谱图像是指包含很多带的图像，有时只有3个带彩色图像就是一个例子但有时要多得多，甚至上百个。每个带是一幅灰度图像，它表示根据用来产生该带的传感器的敏感度得到的场景亮度。
现如今，多光谱相机的应用市场越来越广，根据不同应用，主要有以下三类多光谱相机:
第一种是多镜头型多光谱照相机。它具有多个镜头，每个镜头各有一个滤光片，多个镜头同时拍摄同一景物，同时记录几个不同光谱带的图像信息，如法国parrot公司的sequoia多光谱相机，和美国micasense公司的rededge-mx和altum多光谱相机等。
第二种是多相机型多光谱照相机。它是由几台照相机组合在一起，各台照相机分别带有不同的滤光片，分别接收景物的不同光谱带上的信息，同时拍摄同一景物，各获得一套特定光谱带的胶片；这种相对技术比较老旧，市面上也少有这类产品。
第三种是单镜头多光谱照相机。它采用一个镜头拍摄景物，在探测器的像元上分别镀不同波段的滤波膜实现多光谱成像。类似silios公司的9通道多光谱相机、ximea公司的16和25通道多光谱相机。
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限，通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像，将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。
现有的无人机等航空器能够实现多光谱摄影和倾斜摄影，但仅能单独实现多光谱摄影或倾斜摄影，需要进行不同模式的摄影时需要通过不同的航空器实现，使用成本较高。
技术实现要素：
本发明提供一种双模式相机系统，用以解决现有技术中航空器无法同时实现多光谱摄影和倾斜摄影的问题。
本发明提供一种双模式相机系统，包括：载荷单元、航空云台单元和电源单元；所述航空云台单元用于连接航空器以及减振；所述载荷单元和所述电源单元设置在所述航空云台单元上，所述载荷单元包括一个中间相机和至少四个周边相机，所述中间相机固定连接于所述航空云台且竖直设置，所述周边相机转动连接于所述航空云台单元，所述周边相机具有竖直设置的第一状态和与水平面呈45度倾角的第二状态，所述周边相机能够在所述第一状态和第二状态之间切换，所述周边相机和所述中间相机上均设置有滤波片插口，所述电源单元与所述载荷单元电连接。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述双模式相机系统还包括图传单元和地面站；所述图传单元与所述地面站无线信号连接，用于将所述载荷单元获得的图像信息回传至所述地面站。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述双模式相机系统还包括定位定向单元，所述定位定向单元连接所述图传单元。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述双模式相机系统还包括切换单元，所述切换单元连接所述航空云台、电源单元和载荷单元，驱动所述周边相机在所述第一状态和所述第二状态之间切换以及将滤光片插入滤波片插口内或将滤波片由滤波片插口内拔出。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述航空云台包括快接板，所述载荷单元设置在所述快接板上。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述切换单元包括转接板、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置，所述快接板上设置有第一转接孔，所述转接板转动连接在所述第一转接孔内，所述第一旋转驱动装置连接所述转接板，所述转接板上设置有第二转接孔，所述周边相机转动连接在所述第二转接孔内，所述周边相机的旋转轴线垂直于所述转接板的旋转轴线，所述第二旋转驱动装置设置在所述转接板上且连接所述周边相机。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述第一转接孔为环形孔，所述转接板平行于所述快接板，所述转接板边缘设置有连接槽，所述转接板通过所述连接槽轴向转动连接于所述快接板。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述转接板通过沿所述转接板径向的第一转轴转动连接于所述快接板，所述第一转轴平行于所述快接板。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述切换单元包括滤波片支撑框、连接杆和升降驱动装置，所述连接杆一端连接所述滤波片支撑框，另一端连接所述升降驱动装置，所述升降驱动装置固定设置在所述周边相机上，所述升降驱动装置的升降驱动方向沿所述滤波片插口的开口方向。
根据本发明提供的一种双模式相机系统，所述升降驱动装置为包括升降电机、升降丝杆、升降丝母和导向杆，所述升降电机与所述升降丝杆传动连接，所述升降丝母设置在所述升降丝杆上并与导向杆滑动连接，所述连接杆背离滤波片支撑块一端与升降丝母固定连接。
本发明提供的双模式相机系统，通过使周边相机在第一状态和第二状态之间切换，并通过滤波片插口插拔滤波片，能够实现倾斜摄影和多光谱摄影两种摄影模式的切换。仅通过一台航空器即可进行倾斜摄影和光谱摄影，有效降低了使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明提供的双模式相机系统连接关系示意图；
图2是本发明提供的双模式相机系统中的中间相机和周边相机布置关系示意图；
图3是本发明提供的双模式相机系统中的一种切换单元结构示意图；
图4是本发明提供的双模式相机系统中的另一种切换单元结构示意图；
图5是图4中a处放大图。
附图标记：
100、载荷单元；110、中间相机；120、周边相机；
121、滤波片插口；122、第二转轴；200、航空云台单元；
210、快接板；211、第一转接孔；300、电源单元；
400、图传单元；500、地面站；600、定位定向单元；
700、切换单元；710、转接板；711、第二转接孔；
712、连接槽；713、第一转轴；714、环状齿牙；
720、第一旋转驱动装置；721、第一减速电机；722、第一主动齿轮；
723、第二减速电机；724、第二主动齿轮；725、第一从动齿轮；
730、第二旋转驱动装置；731、第三减速电机；732、第三主动齿轮；
733、第二从动齿轮；740、升降驱动装置；741、升降电机；
742、升降丝杆；743、升降丝母；744、导向杆；
750、滤波片支撑框；760、连接杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1和图2描述本发明实施例的双模式相机系统。双模式相机系统包括载荷单元100、航空云台单元200和电源单元300，航空云台单元200用于连接无人机或有人机等航空器，还起到减振作用，对双模式相机系统的各部件进行支撑和保护。航空云台单元200为航空器上常见的支撑结构，此处不做过多赘述。
载荷单元100和电源单元300均设置在航空云台单元200上，电源单元300能够提供系统用电。
载荷单元100与电源单元300电连接，载荷单元100包括一个中间相机110和至少四个周边相机120，其中中间相机110竖直设置在中部，周边相机120沿中间相机110周向排布。周边相机120具有第一状态和第二状态，在第一状态下周边相机120竖直设置，在第二状态下，周边相机120倾斜设置，并与水平面呈45度倾角，周边相机120能够在第一状态和第二状态之间切换。周边相机120和中间相机110上均设置有滤波片插口121，滤波片插口121内插入滤波片并将周边相机120调整至第一状态时载荷单元100为多光谱摄影模式，能够进行多光谱图像采集。滤波片插口121内未插入滤波片，且周边相机120处于第二状态时，载荷单元100能够进行倾斜摄影。
在本发明一个实施例中，双模式相机系统还包括图传单元400和地面站500，图传单元400与载荷单元100和电源单元300电连接并与地面站500无线信号连接，图传单元400能够通过无线信号将载荷单元100获得的图像数据发送至地面站500。地面站500用于接收图传单元400发回的图像数据并将图像数据交由电脑进行三维建模或图像拼接。
进一步地，双模式相机系统还包括切换单元700，切换单元700连接航空云台、电源单元300和载荷单元100，切换单元700用于驱动周边相机120在第一状态和第二状态之间切换以及用于将滤波片插入滤波片插口121内或将滤波片由滤波片插口121内拔出，实现摄像模式的自动切换。
需要说明的是，本发明提供的双模式相机系统也可以不安装切换单元700，通过手动操作的形式切换摄影模式。
结合图3，可选的，航空云台单元200上设置有快接板210，快接板210可水平设置在航空云台单元200的底部。载荷单元100设置在快接板210上。
在本发明一个实施例中，切换单元700包括转接板710、第一旋转驱动装置720和第二旋转驱动装置730。快接板210上设置有第一转接孔211，第一转接孔211竖向贯穿快接板210，转接板710转动连接在第一转接孔211内，第一旋转驱动装置720连接转接板710，能够驱动转接板710相对于快接板210旋转。转接板710上设置有第二转接孔711，周边相机120转动连接在第二转接孔711内，周边相机120的旋转轴线垂直于转接板710的旋转轴线，第二旋转驱动装置730设置在转接板710上且连接周边相机120，能够驱动周边相机120相对于转接板710旋转。第一旋转驱动装置720和第二旋转驱动装置730协同配合能调整周边相机120的朝向，以实现模式切换。
在本发明一个实施例中，转接板710平行于快接板210，转接板710的边缘设置有连接槽712。第一转接孔211为圆形孔，快接板210上位于第一转接孔211边缘的位置插入连接槽712内，以使转接板710通过连接槽712轴向转动连接于快接板210。连接槽712可以为连续的环形槽结构，也可以为绕转接板710周向排布的两段以上的分段式凹槽结构。当连接槽712采用分段式凹槽结构时，可进一步地将各段凹槽绕转接板710周向均布，以增加旋转的平稳性。
第一旋转驱动装置720包括第一减速电机721和第一主动齿轮722，其中第一减速电机721固定在快接板210上。转接板710一侧设置有与转接板710共轴线的环状齿牙714，第一主动齿轮722设置在第一减速电机721的电机轴上并与环状齿牙714啮合。第一减速电机721运行时能够带动转接板710轴向旋转。
结合图4和图5，在本发明另一个实施例中，转接板710通过沿转接板710径向的第一转轴713转动连接于快接板210的第一转接孔211内，第一转轴713与快接板210平行。第一转轴713设置有两个，两个第一转轴713以转接板710的中心对称设置。
第一旋转驱动装置720包括第二减速电机723、第二主动齿轮724和第一从动齿轮725，第二减速电机723固定在快接板210上，第二主动齿轮724设置在第二减速电机723的电机轴上，第一从动齿轮725设置在第一转轴713上，第二主动齿轮724与第一从动齿轮725啮合。
在本发明一个实施例中，周边相机120外壁上设置有沿周边相机120径向的第二转轴122，第二转轴122平行于转接板710，周边相机120通过第二转轴122转动连接于转接板710。
第二旋转驱动装置730包括第三减速电机731、第三主动齿轮732和第二从动齿轮733，第三减速电机731固定设置在转接板710上，第三主动齿轮732设置在第三减速电机731的电机轴上并与第二从动齿轮733啮合，第二从动齿轮733设置在第二转轴122上。
回见图3，在本发明一个实施例中，切换单元700还包括滤波片支撑框750、连接杆760和升降驱动装置740，连接杆760一端连接滤波片支撑框750，另一端连接升降驱动装置740，升降驱动装置740固定设置在周边相机120上，升降驱动装置740的升降驱动方向沿滤波片插口121的开口方向。
可选的，升降驱动装置740为包括升降电机741、升降丝杆742、升降丝母743和导向杆744。升降电机741固定设置在周边相机120上，升降电机741通过齿轮组或同步带等传动结构与升降丝杆742传动连接。升降丝杆742沿滤波片插口121的开口方向设置，升降丝杆742的一端与升降电机741固定连接。导向杆744平行于升降丝杆742，导向杆744的一端与周边相机120固定连接。升降丝母743设置在升降丝杆742上且与导向杆744滑动连接。连接杆760背离滤波片支撑框750一端与升降丝母743固定连接。当升降电机741运行时，能够带动升降丝杆742轴向旋转，此时升降丝母743在升降丝杆742的驱动下带动滤波片支撑框750移动。
在本发明一个实施例中，双模式相机系统还包括定位定向单元600，定位定向单元600设置在航空云台单元200上，定位定向单元600分别与图传单元400和电源单元300电连接。定位定向单元600能够获取位置信息，并通过图传单元400将位置信息发送地面站500。
本发明提供的双模式相机系统，既能够实现多光谱摄影又能实现倾斜摄影，使航空器具有更完善的功能，有效降低使用成本，增加使用乐趣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种双模式相机系统，其特征在于，包括：载荷单元、航空云台单元和电源单元；所述航空云台单元用于连接航空器以及减振；所述载荷单元和所述电源单元设置在所述航空云台单元上，所述载荷单元包括一个中间相机和至少四个周边相机，所述中间相机固定连接于所述航空云台且竖直设置，所述周边相机转动连接于所述航空云台单元，所述周边相机具有竖直设置的第一状态和与水平面呈45度倾角的第二状态，所述周边相机能够在所述第一状态和第二状态之间切换，所述周边相机和所述中间相机上均设置有滤波片插口，所述电源单元与所述载荷单元电连接。
2.根据权利要求1所述的双模式相机系统，其特征在于，所述双模式相机系统还包括图传单元和地面站；所述图传单元与所述地面站无线信号连接，用于将所述载荷单元获得的图像信息回传至所述地面站。
3.根据权利要求2所述的双模式相机系统，其特征在于，所述双模式相机系统还包括定位定向单元，所述定位定向单元连接所述图传单元。
4.根据权利要求1所述的双模式相机系统，其特征在于，所述双模式相机系统还包括切换单元，所述切换单元连接所述航空云台、电源单元和载荷单元，驱动所述周边相机在所述第一状态和所述第二状态之间切换以及将滤光片插入滤波片插口内或将滤波片由滤波片插口内拔出。
5.根据权利要求4所述的双模式相机系统，其特征在于，所述航空云台包括快接板，所述载荷单元设置在所述快接板上。
6.根据权利要求5所述的双模式相机系统，其特征在于，所述切换单元包括转接板、第一旋转驱动装置和第二旋转驱动装置，所述快接板上设置有第一转接孔，所述转接板转动连接在所述第一转接孔内，所述第一旋转驱动装置连接所述转接板，所述转接板上设置有第二转接孔，所述周边相机转动连接在所述第二转接孔内，所述周边相机的旋转轴线垂直于所述转接板的旋转轴线，所述第二旋转驱动装置设置在所述转接板上且连接所述周边相机。
7.根据权利要求6所述的双模式相机系统，其特征在于，所述第一转接孔为环形孔，所述转接板平行于所述快接板，所述转接板边缘设置有连接槽，所述转接板通过所述连接槽轴向转动连接于所述快接板。
8.根据权利要求6所述的双模式相机系统，其特征在于，所述转接板通过沿所述转接板径向的第一转轴转动连接于所述快接板，所述第一转轴平行于所述快接板。
9.根据权利要求4-8任一项所述的双模式相机系统，其特征在于，所述切换单元包括滤波片支撑框、连接杆和升降驱动装置，所述连接杆一端连接所述滤波片支撑框，另一端连接所述升降驱动装置，所述升降驱动装置固定设置在所述周边相机上，所述升降驱动装置的升降驱动方向沿所述滤波片插口的开口方向。
10.根据权利要求9所述的双模式相机系统，其特征在于，所述升降驱动装置为包括升降电机、升降丝杆、升降丝母和导向杆，所述升降电机与所述升降丝杆传动连接，所述升降丝母设置在所述升降丝杆上并与导向杆滑动连接，所述连接杆背离滤波片支撑块一端与升降丝母固定连接。
技术总结