一种航空器组合相机及航空器的制作方法

1.本发明涉及航空器测绘技术领域，尤其涉及一种航空器组合相机及航空器。


背景技术：

2.在航空器图像识别技术领域中，采用ccd或者cmos等成像元件的数码相机以航拍形式进行图像采集是目前测绘领域中的主流技术之一。高分辨率图像是识别地面目标的必备条件。基于成像元件制程、x/y寻址及制造成本等诸多方面的限制，现有技术中的成像元件通常被封装呈矩形，其采集并形成的图像也通常为矩形。例如，全画幅相机的cmos芯片尺寸为36
×
24mm。因此在一定高度上利用航空器(例如旋翼无人机)对地块进行测绘时也只能形成矩形图像，从而导致采用单一的数码相机进行航拍测绘时无法形成宽画幅图像，且不满足宽视场拍摄需求。
3.虽然诸如公告号cn207051657u的中国实用新型专利公开的一种大视场复眼结构的相机镜头排列结构，能够大视场、高像素的拍摄，但该现有技术依然存在相机数量较大、制造及使用成本较高的缺陷；更为重要的是，上述现有技术事实上无法应用于航空器测绘领域，尤其是在使用无人航空器在低空范围中对地块进行测绘应用场景中。前述现有技术还存在使用相机数量过多的缺陷，且各个相机所形成的视场会产生较大的重叠，不利于后续照片的拼接处理及对全部照片中的内容予以识别的技术缺陷。
4.有必要对现有技术中基于无人机等航空器对面目标进行测绘过程中的摄像装置予以改进，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于公开一种航空器组合相机及航空器，用以解决现有技术中采用多个相机对地块进行低空航空测绘以识别地块中的待识别目标物或者目标物中所包含的若干特征物时所存在的依赖相机数量过度及对相机的图像传感器价格高昂的技术问题，并减少图像畸变，提高对各种复杂轮廓地形进行测绘适应性。
6.为实现上述目的之一，本实用新型提供了一种航空器组合相机，被航空器所搭载，包括：
7.收容壳体，与收容壳体连接的安装板，固定于安装板的若干相机；
8.所述相机弧形排布且均位于同一竖直平面，各相机所具有的视场角至少相互衔接并沿相机排布方向由外侧向内侧逐渐提高，各个相机所独立形成的子焦平面水平布置，以形成位于同一水平面的目标焦平面。
9.作为本实用新型的进一步改进，还包括：供相机贯穿并与相机连接的插接板，所述安装板配置若干供插接板活动插接的插槽，所述相机呈弧形对称排布并被所述插接板固定，所述航空器的运动方向垂直于所述安装板，所述相机位于竖直平面中呈对称设置，且数量至少为两个，所述航空器的运动方向垂直于所述竖直平面。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述安装板固定安装偶数个相机对称且弧形对称
排布。
11.作为本实用新型的进一步改进，还包括：配置于收容壳体与航空器之间的稳定系统，所述稳定系统选自云台或者阻尼器。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述目标焦平面位于地块中的目标物所包含的特征物与目标物顶部之间。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述收容壳体收容与相机连接的驱动系统，所述驱动系统包括：
14.姿态检测单元，视场角调节单元及对焦处理单元；
15.姿态检测单元检测飞行高度参数，基于目标物高度与目标成像宽幅确定航空器组合相机所形成的总视场角，并通过所述视场角调节单元对相邻相机的视场角执行拼接，以使得相邻相机所具有的视场角至少相互衔接；
16.对焦处理单元接收目标物高度及飞行高度参数，根据相机沿弧形方向的排布角度，同步各个相机所形成的子焦平面的焦距，以形成位于同一水平面的目标焦平面；
17.其中，目标成像宽幅由航空器组合相机中各个相机独立形成的成像宽幅组成，所述飞行高度参数包括航空器与地块之间形成的绝对高度或者航空器与地块中目标物顶部之间形成的相对高度。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述收容壳体收容与相机连接的驱动系统，所述驱动系统包括：
19.姿态检测单元，视场角调节单元及对焦处理单元；
20.姿态检测单元检测飞行高度参数，基于目标物所含特征物与目标物顶部所形成的预设距离与目标成像宽幅确定航空器组合相机所形成的总视场角，并通过所述视场角调节单元对相邻相机的视场角执行拼接，以使得相邻相机所具有的视场角至少相互衔接；
21.对焦处理单元接收预设距离及飞行高度参数，根据相机沿弧形方向的排布角度，同步各个相机所形成的子焦平面的焦距，以形成位于同一水平面的目标焦平面；
22.其中，目标成像宽幅由航空器组合相机中各个相机独立形成的成像宽幅组成，所述目标物高度由特征物高度单独定义或者特征物高度与特征物距离特征物所在目标物顶部所形成的预设距离共同定义，所述飞行高度参数包括航空器与地块之间形成的绝对高度或者航空器与地块中目标物顶部之间形成的相对高度。
23.作为本实用新型的进一步改进，所述驱动系统还包括：图形缩放单元；
24.所述图形缩放单元调整各个相机所独立形成的子焦平面沿垂直方向的短边沿相机排布方向由内侧向外侧逐渐增大，以将子焦平面调整为梯形，同一相机调整后的子焦平面位于内侧的短边缩小，且位于外侧的同一子焦平面垂直方向的短边长度大于调整前子焦平面的垂直方向的短边长度。
25.作为本实用新型的进一步改进，所述驱动系统还包括：速度检测单元；
26.所述速度检测单元检测航空器的实时飞行速度，并根据调整后的每个子焦平面垂直方向的短边长度向各个相机输出成像频率指令；
27.同一相机在连续成像过程中子焦平面位于内侧的短边至少呈衔接，同一相机在连续成像过程中子焦平面沿水平方向的长边的长度保持不变。
28.基于相同思想，本技术还揭示了一种航空器，包括：
29.具至少一个动力机构的机身，
30.所述机身装配如上述任一项发明创造所揭示的航空器组合相机。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
32.通过本实用新型，解决了现有技术中采用多个相机对地块进行低空航空测绘时所存在的依赖相机数量过度的技术问题，能够使用数量较少且单个成本较低的数码相机实现大宽幅连续拍照测绘，显著地降低了组合相机的制造及使用成本，可在尽量减少相机数量的前提下实现更大的测绘宽幅，从而实现了大宽幅高通量高分辨率的地块信息测绘，为实现地块中的目标物及目标物所包含的若干特征物的检测提供高精度、高准确率的图像，并显著地减少了目标物及目标物所包含的若干特征物的图像畸变。
附图说明
33.图1为本实用新型一种航空器组合相机的立体图；
34.图2为图1所示出的航空器组合相机的主视图；
35.图3为航空器组合相机与航空器连接时的拓扑图；
36.图4为航空器组合相机掠过地块上方对地块进行连续拍摄时由组合相机中的六个独立的相机进行拍摄时，各个相机所形成的视场相互衔接的示意图；
37.图5为航空器组合相机中的六个相机所具有的视场角沿相机排布方向由内侧向外侧逐渐提高的示意图；
38.图6为各个相机所形成的视场相互衔接时每个视场中相机的对焦距离fi、相机的法向线与中垂线的夹角αi及单个相机所获取的单张照片所对应的地块水平宽度wi的示意图，其中，地块水平宽度wi为沿相机的图像传感器的水平方向(h)在子焦平面中所形成的宽度；
39.图7为航空器搭载航空器组合相机按照设定路径掠过地块上方对地块进行连续拍摄的空间示意图；
40.图8为本实用新型一种航空器的系统架构图；
41.图9为本实用新型一种航空器组合相机对目标物及目标物中所包含的一个或者多个特征物进行拍照时所形成的子焦平面进行调整的示意图；
42.图10为未执行缩放操作前位于竖直平面且弧形对称排布的六个相机拍摄地块后获得的六张照片的示意图；
43.图11为对图10中基于每个相机在子焦平面所获得的六张照片的子焦平面沿垂直方向对照片进行缩放后的示意图；
44.图12为本实用新型一种航空器的立体图。
具体实施方式
45.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
46.需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、
“
周向”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技术方案和简化描述，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技术方案的限制。
47.在详细阐述本发明各个实施例之前，对说明书中涉及的技术术语的含义予以简要阐述或者定义。
48.术语“图像传感器”：在本技术中包括但不限于coms(complementary metal
‑
oxide
‑
semiconductor)图像传感器、ccd(charge coupled device)图像传感器或者接触式图像传感器(contact image sensor，cis)、lbcast传感器(lateral buried charge accumulator and sensing transistor array)以及现有技术中任何一种能够保存图像内容的电子芯片。
49.术语“fov”：视场角，并包括水平视场角、垂直视场角及对角视场角。鉴于本技术各个实例的应用场景需要以及基于图像传感器所获得的照片或者图片通常为矩形，因此fov以水平视场角为基准更具实用价值。
50.术语“法向线”：相机所包含的多个镜头组所具有的主光轴。
51.术语“图片”与术语“照片”具等同技术含义，均为基于单一相机所获得的数字格式的图像文件。
52.实施例一：
53.参图1至图11所示出的本实用新型一种航空器组合相机的一种具体实施方式。
54.本实施例揭示了一种航空器组合相机100。该航空器组合相机100搭载于低空飞行的航空器500，通过航空器组合相机100按照具有创造性的排布方式及各个相机视场角、拍摄角度的合理选择，对小范围的地块根据设定的拍照频率进行拍照测绘，并最终获得完整的包含地块中全部特征物的若干图片。航空器组合相机100对地块拍摄过程中整体所形成的运动轨迹可为折返形态。
55.卫星上所搭载的空间遥感相机具有价格非常昂贵的缺点，并不适合于小范围地块的测绘需求。同时，遥感卫星对地球表面进行拍摄也是具有一定宽度的，因此如果需要对整个地球进行测绘，需要众多的遥感卫星按照不同高度及不同角度的运行轨道进行交替拍摄。因此，现有技术中的遥感卫星所使用的遥感技术并不适合对小范围地块进行折返式拍照测绘，以形成一个完整的地块图像的应用场景。
56.本实施例所揭示的一种航空器组合相机100旨在采用通过两个或者两个以上包含像素(或者有效像素)较低图像传感器的相机，按照设定的安装角度所形成的照射角度在飞过地块上方时对地块进行连续拍摄，以获取宽画幅图像。在保证对地块进行拍摄的同时，尽量降低航空器组合相机100的制造及使用成本，实现对地块所含目标物以及目标物所包含的一个或者多个特征物的快速高效采集，以对地块中的目标物，进一步可以是目标物上的特征物进行识别，实现高通量大宽幅的拍摄，从而为接下来执行的具体作业(例如精准去除病害、精准去雄、精准采摘等)提供准确的数据信息。在本实施例中，相机所包含的图像传感器可选用1200万像素的coms芯片。同时，本技术各实施例中所揭示的相机还可被视为包含图像传感器的摄像机或者任何一种能够数字影像的成像装置(相机的上位概念)。
57.相对于全画幅相机的coms芯片(芯片尺寸为36*24mm，有效像素2400万以上)，采用1200万像素甚至像素值更低的图像传感器的aps
‑
c相机制造该组合相机则成本更为低廉。
图像传感器作为一种半导体器件，在实际制程中不可能将长宽比做的过大(通常为3:2或者4:3)，因此也就导致了即使采用高像素的全画幅相机也依然无法获得宽画幅成像区域u，采用单个相机平扫测绘必然导致无法实现大宽幅高通量的照片采集。
58.前述“宽画幅图像”优选为多个相机沿水平方向(h)基于图像传感器在视场内所获得的矩形图像的长边(即前述“水平方向(h)”且沿图10中箭头102所示出的方向)所形成的大致呈条形的区域，即图7中的宽画幅成像区域u。当然，前述“宽画幅图像”也可为多个相机沿垂直方向(v)基于图像传感器在视场内所获得的矩形图像的短边所形成的大致呈条形的区域；相对于前者“宽画幅图像”，后者所形成的“宽画幅图像”的区域长度略小，因为技术中图像传感器基于相机所配置的镜头组所形成的视场沿主光轴方向的横截面通常为近似3:2或者4:3的矩形。
59.参图1至图2所示，一种航空器组合相机100，其被航空器500所搭载。
60.该航空器组合相机100包括：收容壳体20，与收容壳体20连接的安装板30，固定于安装板30的若干相机(即相机41～相机46)。位于竖直平面且弧形排布的若干相机，相机所具有的视场角至少相互衔接并沿相机排布方向由外侧向内侧逐渐提高，各个相机所独立形成的子焦平面水平布置，以形成位于同一水平面的目标焦平面。优选的，所有相机位于竖直平面内弧形对称排布。
61.收容壳体20由本体201及自本体201顶部横向延伸的折弯部211组成，供相机41～46贯穿并与相机41～46连接的插接板302，航空器500的运动方向垂直于安装板30。安装板30配置若干弧形布置并供插接板302活动插接的插槽301，相机41～46呈弧形对称排布且被插接板302固定。插槽301成对设置并设置于安装板30的同一侧面。相机垂直贯穿插接板302并与插接板302连接。折弯部211开设若干通孔221，以通过螺栓(未示出)等连接件将收容壳体20与航空器500固定连接。各个相机与安装板30以活动拆解方式予以固定连接，全部相机所形成的法向线(参图5中的虚线所示)呈扇形对称排布并均指向地块；优选的，所有相机的法向线可位于同一竖直平面或者部分位于同一竖直平面，且相机法向线所定义的竖直平面与安装板30所在的竖直平面保持平行。同时，航空器500的运动方向垂直于安装板30，相机位于竖直平面中呈对称设置，且数量至少为两个，航空器500的运动方向垂直于竖直平面。
62.优选的，本实施例所示出的航空器组合相机100还包括：配置于收容壳体20与航空器500之间的稳定系统，稳定系统选自云台或者阻尼器。稳定系统安装于折弯部211与航空器的机身51之间。通过稳定系统可确保航空器组合相机100中所有相机的镜头始终保持向下拍摄的姿态，并有效防止因为航空器抖动或者各种机动动作所导致的照片模糊的缺陷。本实施例所揭示的该航空器组合相机100可作为一个独立系统，搭载于各种类型的航空器，例如旋翼飞机、无动力航空器或者固定翼飞机中。
63.相机位于竖直平面中呈弧形对称设置，且数量至少为两个，航空器的运动方向垂直于竖直平面，其中，“竖直平面”由图7中x轴
‑
o
‑
z轴共同定义。航空器500在地块上方沿沿平行于y轴的方向执行匀速飞行、加速飞行或者减速飞行以及其他姿态大致沿平行于y轴的方向飞行，在自动飞行作业中，通过设定路径以控制该航空器500。本技术各实施例中的相机41～46也可采用胶片作为感光元件的光学相机或者光学摄像机。
64.航空器组合相机100包含六个位于竖直平面且弧形对称排布的相机，即相机41～相机46。竖直平面与安装板30相互平行。航空器组合相机100所包含的相机的数量可根据被
拍摄地块的实际宽度、航空器的高度及预设分辨率等要求予以增加或者减少。航空器组合相机100还包括：连接相机的驱动系统10。驱动系统10可采用基于fpga芯片、soc芯片或者mcu芯片等半导体芯片实现。结合图3所示，驱动系统10受控于航空器的飞控系统200，飞控系统200电连驱动系统10，驱动系统10通过导线(未示出)连接每个相机。飞控系统200选自基于mcu芯片、cpu处理器或者arm架构的cortex
‑
a系列处理器，飞控系统200控制航空器500执行巡航、转弯、爬升、俯冲、横滚等机动动作。
65.参图4至图6所示，相机所具有的视场角至少相互衔接并沿相机排布方向由外侧向内侧逐渐提高，各个相机所独立形成的子焦平面水平布置，以形成位于同一水平面的目标焦平面。各个相机所获取的单张照片所对应的地块水平宽度wi，各个相机形成的视场角(fov)θ沿相机排布方向由外侧向内侧逐渐提高。各个相机在各自所属的视场中所形成的焦距f与照射角度αi及视场角θ参图4
‑
6所示。各个相机在子焦平面内沿水平方向上的距离相等，从而使得图10中相机41～相机46在子焦平面内所形成的照片沿箭头102所示出的水平方向上所形成的长度相等。
66.目标物可以是地块中的农作物或者农作物上的某一特征物，例如，目标物可以是水稻，而特征物是水稻上的稻穗、或者病虫害等等。所谓“特征物”属于“目标物”的一部分，并可视为位于“目标物”的顶部、中部、顶部或者沿竖直方向上的任何一个区域。
67.结合图9所示，航空器组合相机100被航空器500携带并保持水平姿态飞行时，航空器组合相机100沿着设定路径在目标物上空飞行。目标焦平面位于地块与位于地块中的目标物顶部上方所设定的隔离平面106之间，隔离平面106与目标物顶部109形成隔离距离h6。目标焦平面由多个子焦平面沿水平方向拼接形成。地块竖直伫立有多个高粱(即“目标物”的下位概念)。顶面105与目标物顶部109之间形成相对高度h2，目标物顶部109与地块之间形成目标物高度h1。顶面105与地块之间形成绝对高度h3，绝对高度h3等于目标物高度h1与相对高度h2之和。
68.目标物中含有一个或者多个特征物，在本实施例中，选定目标物中最低处的特征物所在的水平面107。水平面107与目标物顶部109之间形成预设距离h4。目标物高度h1等于预设距离h4与特征物高度h5之和。优选的，在本实施例中，该目标焦平面位于地块中的目标物所包含的特征物与目标物顶部109之间，即图9中的括号m3所示出沿目标物竖直方向上的区域中。目标物高度h1可以取地块中的目标物所具有的平均高度。特征物高度h5可以取特征物所具有的平均高度。
69.所有相机在地块上或者悬空于地块上方区域中形成的矩形的子焦平面也呈矩形。所有子焦平面内的分辨率相同，且相邻两个相机之间所具有的视场的边界相互衔接或者存在部分重合，并最优选为相邻两个相机之间具有的视场的边界相互衔接，以使得六个相机所形成的六个子焦平面沿图10中箭头102所示出的水平方向上相互衔接，以形成位于同一水平面的目标焦平面。相机41～43与相机44～46对称设置。相机43,44拍摄获得相同且沿中轴线101对称布置的照片p1；相机42,45拍摄获得相同且沿中轴线101对称布置的照片p2；相机41,46拍摄获得相同且沿中轴线101对称布置的照片p3。
70.尤其的，在本实施例中，申请人创造性地将组合相机所包含的多个相机并优选为偶数个相机，采用对称式排布方式布置，可以使得最终获得的多张照片也形成镜像对称形态分布，从而有利于降低后续对照片进行拼接处理及识别、提取照片中所包含目标物和/或
目标物中的特征物等图形计算的计算开销，从而提高对地块中需要被采集的目标物和/或目标物所包含的特征物信息予以高效地测绘与统计的效率。因此，偶数个相机对称且弧形对称排布的方式相对于奇数个相机弧形对称排布的方式效果更佳。
71.至于如何从照片中识别及提取特征物的操作的技术方案，可借鉴计算机图像处理领域中常见的基于hog特征和svm分类器以实现，并通过包含具体目标物或者目标物所包含的一个或者多个特征物(例如高粱植株中包含的高粱穗，高粱植株为目标物，高粱穗为特征物)并经过训练后的正样本集与负样本集，提取并识别出该目标物和/或目标物中所包含的一个或者多个特征物，并防止背景干扰。
72.结合图5所示，相机所包含的图像传感器的尺寸及像素决定了在相同高度h中在子焦平面内所拍摄得到的照片的分辨率。以1200万像素的cmos芯片举例而言。垂直方向(v)的像素数为3000个pixel(像素点)，水平方向(h)的像素数为4000个pixel。如果预设分辨率为1pixel/mm，则单张照片所对应的地块水平宽度wi为4000mm(4米)，地块垂直宽度为3000mm(3m)。图5中w为24米。相机的视场角通常是固定，即每个相机的水平视场角与垂直视场角均是固定的。
73.在本实施例中，相机的视场角为水平视场角。六个相机所获得的六张照片所对应的地块水平宽度wi总和为w，并视为图8中宽画幅成像区域u沿水平方向上的长度。航空器500沿图8中虚线所示出的航空器飞行路径掠过待测绘地块上方的过程中，以对待测绘地块通过航空器组合相机100进行连续拍照，并对待测绘地块中所包含的目标物和/或目标物含有的一个或者多个特征物进行采集。在本实施例中，通过成本较低的相互弧形对称排布以形成相互衔接的六个子焦平面所形成内容相互衔接的六张照片记录地块中的目标物或者目标物中的特征物所对应的图像信息。
74.参图5及图9所示，假设组合相机所形成的目标焦平面刚好位于地块上一个具体的目标物所包含的特征物所在的水平面107。当航空器组合相机100距离特征物的高度为10米时(相对高度h2 预设距离h4)，相机43,44的水平视场角为22
°
，相机42,45的水平视场角为17
°
，相机41,46的水平视场角为11.5
°
。相机43的法向线与中轴线101形成的照射角度为11
°
，相机42的法向线与中轴线101形成的照射角度为30.5
°
，相机41的法向线与中轴线101形成的照射角度为44.75
°
。相机43在其视场中所形成的焦距f为10.18米，相机42在其视场中所形成的焦距f为11.6米，相机41在其视场中所形成的焦距f为14.08米。
75.由于保持各个相机的法向线与中轴线101之间所形成的照射角度固定的，以及各个相机的水平视场角固定，则航空器组合相机100被航空器500携带并掠过地块上方时，各个相机所获得的照片所对应的地块水平宽度wi也始终保持4米；同时，由于任何两个相机的视场角(并具体为水平视场角)相互衔接，从而确保各个相机所获得的照片所对应的地块水平宽度wi也是连续衔接布置的，因此不会存在拍摄盲区，从而有效地避免了对地块上竖直伫立的目标物所包含特征物的漏检。通常的，相机43,44镜头的法向线与中轴线101的夹角较小，几乎可视为与地块呈近似垂直的关系，因此相机43,44在子焦平面内拍摄得到的照片中体现目标物的图像畸变较小。
76.在本实施例中，由内而外减少视场角有利于降低外侧相机(相机42,45相对于位于内侧的相机43,44而言)或者最外侧相机(相机41,46相对于位于内侧的相机42,45而言)所拍摄获取的照片中所包含目标物的图像畸变量，也有利于后续对全部照片中特征物的识别
与提取操作，从而显著地提高了该航空器组合相机100对地块中的各种目标物通过测绘并识别全部照片中的特征物整个过程的准确性，防止遗漏检测的问题。
77.结合图8所示，该驱动系统10包括：姿态检测单元110，视场角调节单元120及对焦处理单元150。
78.姿态检测单元110检测组合相机500的飞行高度参数，基于目标物高度与目标成像宽度确定组合相机所形成的总视场角。当六个相机全部启用时，总视场角为101
°
，即11.5
°
17
°
22
°
总和的两倍，目标成像宽度为24米。通过该视场角调节单元120调节相机的视场角(此处的视场角也是水平视场角)。当六个相机被固定在安装板30上后，可通过视场角调节单元120对各个相机的视场角(优选为水平视场角)进行微调，以使各相机的视场的边界彼此衔接。
79.进一步的，当被拍摄的地块出现极其不规则的形态时，例如预设路径下方的地块的宽度小于图9中六张照片沿水平方向的宽度时，可旋转相机。此时航空器的运动方向垂直于垂直方向(v)。此时可进一步通过视场角调节单元120将六个视场相互拼接，从而使得沿图10中箭头102所示出的水平方向上的长度变短，以适应地块宽度减缩的场景，防止部分相机中拍摄的照片中出现不属于地块的特征物信息。此时，相机的图像传感器的水平方向(h)实际上与航空器飞行轨迹呈平行，因此可适当降低各个相机的成像频率，从而使得最终获得全部照片中能够完整地反应复杂轮廓的地块中全部特征物的信息。当然，不管相机是否旋转，当预设路径下方的地块的宽度明显小于图10中六张照片沿水平方向的宽度时，也可向最外侧的相机，即相机41,46发出停止拍摄的指令。由此降低了最终对所有照片后续的存储、拼接、识别特征物整个过程中的计算开销。
80.对焦处理单元150接收目标物高度h1及飞行高度参数，并根据相机沿弧形方向的排布角度，同步各个相机所形成的子焦平面的焦距，以形成位于同一水平面的目标焦平面，且子焦平面及目标焦平面始终平行于地块所在的平面。当地块呈倾斜(沿海拔高度而言)时，通过对焦处理单元150调节各相机的子焦平面，并确保各相机所形成独立的子焦平面至少与特征物的平均海拔高度平面持平或者特征物的平均海拔高度平面，避免相机的视场中基于子焦平面所成像获得的照片发生较为严重的虚化，使得照片中目标物和/或特征物的轮廓清晰。
81.目标成像宽幅由组合相机中各个相机独立形成的成像宽幅组成，所述飞行高度参数包括航空器与地块之间形成的绝对高度h3或者航空器500与地块中目标物顶部109之间形成的相对高度h2。基于确定的预设分辨率及飞行高度参数以及相机沿弧形方向的排布角度，并通过以手动和/或自动对焦方式调节相机的对焦距离fi的方式将目标焦平面调节至区域m1中的任意位置或目标位置，即可对地块中的目标物或者目标物中的一个或者多个特征物进行拍摄。
82.作为本实施例的合理变形，该姿态检测单元110检测飞行高度参数，基于目标物所含特征物与目标物顶部109所形成的预设距离h4与目标成像宽幅确定组合相机所形成的总视场角，并通过视场角调节单元120对相邻相机的视场角执行拼接，以使得相邻相机所具有的视场角至少相互衔接。对焦处理单元150接收预设距离及飞行高度参数，根据相机沿弧形方向的排布角度，同步各个相机所形成的子焦平面的焦距，以形成位于同一水平面的目标焦平面。其中，目标物高度由特征物高度h5单独定义或者特征物高度h5与特征物距离特征
物所在目标物顶部所形成的预设距离h4共同定义，飞行高度参数包括航空器与地块之间形成的绝对高度h3或者航空器与地块中目标物顶部109之间形成的相对高度h2。因此，在本实施例中，目标物高度既可以指地块上竖直伫立的目标物所形成的高度h1，也可为目标物中的一个或者多个特征物所形成的特征物高度h5，可根据需要获得的对象而定。需要获取的对象可以是目标物，也可是目标物中的特征物。
83.基于确定的预设分辨率及飞行高度参数以及相机沿弧形方向的排布角度，并通过以手动和/或自动对焦方式调节相机的对焦距离fi的方式将目标焦平面调节至区域m2，并最优选为将目标焦平面调节至区域m3中，即可对地块中的目标物或者目标物中的一个或者多个特征物进行拍摄。通常的，农作物的花蕊、果实通常位于植株的中部或者顶部，因此将将目标焦平面调节至区域m2，并最优选为将目标焦平面调节至区域m3可在隔离平面106以下至目标物中最低处的特征物所在的水平面107之间所有的特征物予以拍照并重点获取植株中的特征物所对应的图像信息。因此，本实施例及实施例二中所示出的目标焦平面均为一个动态可选的范围，相对于而言位于目标焦平面中的物体(例如特征物)形成的图像最为清晰。
84.在本实施例中，对原始照片执行渐变缩放比例的技术手段，可降低位于外侧或者最外侧的相机所拍摄到的照片中由于相机的法向线与中轴线101呈倾斜姿态时所导致子焦平面中的目标物和/或目标物中的特征物被拉长所导致的图像畸变问题，降低了对后续多个大宽幅图像执行拼接操作以形成完整地块图片中所包含的图片内容过程中的计算开销，并提高了对地块中的特征物进行识别的准确性。
85.参图11所示，在本实施例中，该图形缩放单元140调整各个相机所独立形成的子焦平面沿垂直方向的短边(即照片位于子焦平面中沿垂直方向所形成的一条边)沿相机排布方向由内侧向外侧逐渐增大，以将子焦平面调整为梯形，同一相机调整后的子焦平面位于内侧的短边缩小，且位于外侧的同一子焦平面的短边长度大于调整前子焦平面的垂直方向的短边长度。各个独立的子焦平面对应的原始照片沿垂直方向的短边的缩放比例逐渐增大，例如从最内侧到最外侧的缩放比例分别为0.5，0.6，0.7，
……
，1.2。从视觉角度及相机成像原理而言，位于远处的物体通常较小，因此对原始图像位于外侧的短边进行放大处理而对位于内侧的短边进行缩小处理，有助于降低外侧的子焦平面所获得的照片中的图像内容的畸变现象。对原始照片(即图9中的照片p2、照片p3)执行缩放操作是指沿垂直方向作整体的缩小，而对基于各个相机在子焦平面中所获得的照片沿水平方向上的长度并不发生缩小，即图10中照片p1～照片p3在被执行缩放处理后，照片p1～照片p3在子焦平面中沿水平方向所形成的独立的成像宽幅保持不变。图10中呈矩形的六张原始照片。原始照片的短边执行缩放处理后，目标成像宽幅保持不变，且每个子焦平面中单个照片沿水平方向所形成的成像宽幅也保持不变。图10中呈矩形的六张原始照片的短边执行缩放处理后形成图11的效果。
86.照片p2位于内侧的短边予以缩小操作以小于原始照片短边，照片p2位于外侧的短边予以放大操作以大于原始照片。参图10所示的，照片p2位于外侧的短边的水平边界82位于照片p2的短边的水平边界81的外侧。同理所示，照片p3内侧的短边予以缩小操作以小于原始照片，至于是否需要小于照片p1位于内侧的短边视情况而定；照片p3位于外侧的短边予以放大操作以大于原始照片。参图10所示的，照片p3位于外侧的短边的水平边界83位于
照片p2的短边的水平边界82的外侧。因此，组合相机中弧形对称排布的相机由内侧向外侧的排布方向上，基于每个子焦平面所获得的原始照片通过图形缩放单元140执行缩放操作后，买个子焦平面位于外侧的短边大于位于内侧的短边长短，且优选为由内侧向外侧对每个子焦平面所获得的原始图像的短边执行逐级放大比例的缩放策略。
87.速度检测单元130检测航空器500的实时飞行速度，向各个相机输出成像频率指令，成像频率至少以图形缩放单元140对各个子焦平面中沿垂直方向上缩小后的短边长度为输入，确定各个相机的成像频率。同一相机在连续成像过程中子焦平面位于内侧的短边至少呈衔接，同一相机在连续成像过程中子焦平面沿水平方向的长边的长度保持不变。优选的，通过各子焦平面中沿垂直方向上缩放后的最小短边长度，来确定各个相机的程序频率，从而使得图11所获得的全部照片中的所有相机沿垂直方向位于内侧且经过缩小处理后短边沿垂直方向上首尾衔接，防止对地块中目标物或者目标物所含的若干特征物的遗漏。
88.本实施例所示出的检测单元110，视场角调节单元120，对焦处理单元150，速度检测单元130及图形缩放单元140既可分别采用独立器件(例如图形显示芯片或者soc芯片)单独实现，也可作为共同通过一个整体器件共同实现。
89.同时，在本实施例中，相机的成像频率受控于航空器500沿水平方向上的速度分量，位于外侧的相机的成像频率大于位于内侧的相机的成像频率。结合图11所示，由于位于外侧的照片沿垂直方向的两条短边分别被执行了缩小操作与放大操作。因此，可根据执行缩放操作后照片位于内侧的短边的缩小比例同步确地相机42及相机45的成像频率，以及同步确地相机41及相机46的成像频率。从而最终保持位于外侧的相机(相机42相对于相机43而言以及相机41相对于相机42而言均是指位于外侧的相机)的成像频率高于内侧的相机的成像频率。同时，同一个相机位于内侧的短边在先后两次城拍摄过程中所形成的短边至少衔接或者部分重叠，防止遗漏目标物或者目标物所包含的一个或者多个特征物。
90.至少考虑航空器沿水平方向上的速度分量的目的是防止对地块所包含目标物及目标物中包含的若干特征物拍摄时遗漏部分内容或者导致照片重叠严重。对于外侧相机或者最外侧相机而言，过高的成像频率会导致照片过于重叠，过低的成像频率也会导致对地块中的目标物及目标物中包含的若干特征物造成遗漏。
91.本实施例所揭示的航空器组合相机100之所以至少限定水平方向上的速度分量是因为航空器500按照设定路径上飞行时，通常会保持航向稳定，仅仅会因为气流干扰及避障而需要升高/降低对特征物高度。那么当航空器500左右摆动或者爬升/降低时，由于各个相机的视场角保持不变且设置了预设分辨率，因此在图像传感器规格保持不变的技术前提下，可通过对外侧相机及最外侧相机的成像频率进行调节的技术手段，增加或者降低相机的成像频率，防止对地块中的目标物及目标物中包含的若干特征物进行拍照时造成内容遗漏或者过分重叠。
92.实施例二：
93.参图12所示，本实施例揭示了一种航空器500，并包括：具至少一个动力机构的机身51，机身51装配如实施例一所揭示的航空器组合相机。航空器500选自旋翼飞机、无动力航空器或者固定翼飞机。前述航空器可为有人驾驶航空器或者无人驾驶航空器。
94.参图12所示，航空器进一步选用四旋翼无人机(旋翼飞机的下位概念)。四旋翼无人机包括机身51，机身51通过四个横杆52连接四个动力装置53(例如直流无刷电机，动力机
构的一种下位概念)，动力装置53配置桨叶521。机身51下方设置两个起落架54。
95.如实施例一所揭示的航空器组合相机100可通过收容壳体20中的折弯部211安装在机身51的下方(或者前方或者后方)或者安装在横置于两个起落架54之间的其他常规的辅助安装装置的下方。该四旋翼无人机可吊装一个或者多个航空器组合相机100。航空器500无线连接远端控制系统400，远端控制系统400包括云平台或者地面基站。该航空器组合相机100还连接位于航空器500内的定位系统300，以为航空器提供坐标参数、位置参数等。该定位系统300选自gps定位系统或者北斗定位系统。
96.本实施例与实施例一中具有相部分的技术方案，请参实施例一所述，在此不再赘述。
97.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
98.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。