专利名称：一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外接式测量仪，尤其涉及一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，它在数码相机拍照的时候记录下那一时刻相机镜头所指的方向，相机的倾斜角和水平角，属于数字电子测绘设备技术领域。
(二)
背景技术：
随着全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和地理信息系统(GeographicInformation System, GIS)技术的发展和普及，人们在出游或野外调査的时候拍摄的照片，可以通过GPS定位信息在电子地图上标注出来。由此产生了许多新的产品，比如美国谷歌公司(Google)推出的Gpicsync，该软件可以把出游或野外调查时拍的照片在Google Earth上定位，从而对所拍摄的照片有个时空上的认识。进一步的，人们在数码相机里的电路板中内置了测量方向和角度的传感器，为照片标注了方向和角度信息，这样使得GIS和照片的信息更完整的对应起来。然而，绝大部分数码相机都没有内置方向和角度信息的测量和记录装置，另外，内置的测量装置往往因为受体积和安装位置的限制而无法确保测量的精度，再就是扩展和使用也不够灵活。本发明就是为了解决这个问题，设计了一种外接式的方向、倾斜角和水平角仪。该测量仪外接到闪光灯的热靴上，摄像的时候，按下快门的同时，它测量并记录数据，另外，该测量仪可以从热靴上采集电能。
(三)
发明内容
(1) 目的本发明的目的是为了提供一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，它克服了现有技术的不足，较内置方向和角度信息的测量和记录装置有着升级便利、更换灵活，测量精度高等优势。
(2) 技术方案本发明专利解决其技术问题所采取的技术方案是本发明一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪(简称"外接式测量仪")，
它是由控制器、测量装置、记录装置、连接装置、数据下载装置五个部分组成；控制器与测量装置、记录装置、连接装置中的接口电路、数据下载装置连接。
所述控制器，本身是单片机或者FPGA(Field Programmable Gate Array)或者DSP(DigitalSignal Processing)芯片组成的具有控制功能的部件。控制器通过串口或者并口与测量装置相连；通过系统总线与记录装置和数据下载装^t目连；另外控制器的中断控制端口与连接装置中的接口电路中的接收快门按下信号的电路连接。
所述测量装置，包含电子罗盘、水平角和倾斜角传感器。电子罗盘是一种测量并可以输 出方向角度请息的电子芯片，它与水平角和倾斜角传感器用来测量方向、水平角和倾斜角。 控制器通过串口或者并口采集电子罗盘、水平角和倾斜角传感器测量的数据，然后通过系统 总线将这些数据存储到记录装置中的存储器中。
所述记录装置就是存储器。测量数据通'过控制器存储到存储器上，存储器通过系统总线 与控制器连接。
所述连接装置是指连接到照相机的外接闪光灯热靴的部分，它由机械连接部件、接口电 路组成；其中，机械连接部件由支架、紧固装置和连接照相机闪光灯热靴的接口组成，支架 上面固定了本外接式测量仪，紧固装置用来将支架和照相机紧密的连接起来，连接到照相机 闪光灯热靴的接口用来连接接口电路和照相机闪光灯热靴上的电路。接口电路从照相机的外 接闪光灯热靴引出两个通路， 一个通路作为本外接式测量仪的电源(与外接闪光灯的电源方 式相同，本发明可不带电源，从闪光灯热靴上取电)，另一个通路用来接收快门按下的信号； 当按下照相机快门的时候，照相机会给闪光灯热靴接口一个脉冲信号，本发明外接式测量仪 就是利用这个脉冲信号来触发数据记录操作的。当闪光灯接到这个信号后闪光并由连接装置 中的接口电路中的接收快门按下信号的电路通知本发明外接式测量仪的控制器，控制器控制 测量装置、记录装置将这个时刻测量数据的数据记录下来。
所述数据下载装置，它由数据下载控制功能软件和接口组成，其作用是连接个人电脑或 者PDA,将拍照时候记录的相机镜头指示的方向、倾斜角和水平角下载到个人电脑或者PDA 的装置。数据下载控制功能软件是固化到控制器中的嵌入式软件，当本发明外接式测量仪通 过数据下载接口与个人电脑或者PDA建立连接后，在数据下载控制软件的驱动下，可以在 PC或者PDA上，像读取一般的优盘存储的文件一样的方式，读取该仪器所记录的信息数据 文件。
数据下载接口为连接个人电脑或者PDA的接口设备，可以是USB、串口等有线连接，也可 以是蓝牙或Wi-Fi等无线方式。
(3)优点及功效本发明一种记录照柑机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，具 有两个基本的功效
功效一外接到照相机后，当按下快门的时候，记录当时照相机的镜头所指的方向，相 机的倾斜角和水平角；
功效二连接到个人电脑、PDA或智能手机，将记录的数据下载到个人电脑等数字设 备上；
本发明一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，具有两个突出的优点优点一外接到照相机，不用的时候可以拆除，还可以连接到不同型号的照相机； 优点二利用了照相机的外接闪光灯的信号，在按下快门的同时记录数据，具有实时性、 自动化的特点；
(四)
图1为本发明外接式测量仪与照相机的连接方式示意图
图2为本发明外接式测量仪的各部分组成与连接关系示意图
图中符号说明如下
1照相机 2本发明外接式测量仪 3闪光灯热靴
4数据下载接口 5快门按钮 6.控制器7测量装置 7-1电子罗盘 7-2水平角和倾斜角传感器 8记录装置
9连接装置9-l机械连接部件 9-2接口电路 10数据下载装置 10-1数据下载控制功能软件
(五)
具体实施例方式
见图l、图2所示，本发明外接式测量仪2，它是由控制器6、测量装置7、记录装置8、 连接装置9、数据下载装置l(T五个部分组成；控制器6与测量装置7、记录装置8、连接装 置9中的接口电路9-2、数据下载装置10连接。
所述控制器6，本身是单片机或者FPGA (Field Programmable Gate Array)或者DSP (Digital Signal Processing)芯片组成的具有控制功能的部件。控制器6通过串口或者并口与 测量装置7相连；通过系统总线与记录装置8和数据下载装置10相连；另外控制器6的中 断控制端口与连接装置9中的接口电路9-2中的接收快门按钮5按下信号的电路连接。
所述测量装置7，包含电子罗盘7-l、水平角和倾斜角传感器7-2。电子罗盘7-l是一种 测量并可以输出方向角度信息的电子芯片，它与水平角和倾斜角传感器7-2用来测量方向、 水平角和倾斜角。控制器6通过串口或者并口采集电子罗盘7-1、水平角和倾斜角传感器7-2 测量的数据，然后通过系统总线将这些数据存储到记录装置8中的存储器中。
所述记录装置8就是存储器。测量数据通过控制器6存储到存储器上，存储器通过系统 总线与控制器6连接。
所述连接装置9是指连接到照相机1的外接闪光灯热靴3的部分，它由机械连接部件 9-1、接口电路9-2组成；其中，机械连接部件9-l由支架、紧固装置和连接照相机1闪光灯 热靴3的接口组成，其中支架上面固定了本发明外接式测量仪2，紧固装置用来将支架和照 相机l紧密的连接起来，连接到照相机1闪光灯热靴3的接口，用来连接接口电路9-2和照 相机1闪光灯热靴3上的电路。接口电路9-2从照相机1的外接闪光灯热靴3引出两个通路,
5一个通路作本发明外接式测量仪2的电源(与外接闪光灯的电源方式相同，本发明可不带电
源，从闪光灯热靴上取电)，另一个通路用来接收快门按钮5按下的信号；当按下快门按钮
5的时候，照相机1会给闪光灯热靴3接口一个脉冲信号，本发明外接式测量仪2就是利用 这个脉冲信号来触发数据记录操作的。当闪光灯接到这个信号后闪光并由连接装置9中的接 口电路9-2中的接收快门按钮5按下信号的电路通知本发明外接式测量仪2的控制器6，控 制器6控制测量装置7、记录装置8将这个时刻测量数据的数据记录下来。
所述数据下载装置10，它由数据下载控制功能软件10-1和数据下载接口 4组成，其作 用是连接个人电脑或者PDA，将拍照时候记录的相机镜头指示的方向、倾斜角和水平角下 载到个人电脑或者PDA的装置。数据下载控制功能软件10-1是固化到控制器6中的嵌入式 软件，当本发明外接式测量仪2通过数据下载接口4与个人电脑或者PDA建立连接后，在 数据下载控制软件10-1的驱动下，可以在PC或者PDA上，像读取一般的优盘存储的文件 一样的方式，读取该仪器所记录的信息数据文件。
数据下载接口4为连接个人电脑或者PDA的接口设备，可以是USB、串口等有线连接，也 可以是蓝牙或Wi-Fi等无线方式。
权利要求
1、一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，其特征在于它是由控制器、测量装置、记录装置、连接装置、数据下载装置五部分组成，控制器与测量装置、记录装置、连接装置中的接口电路、数据下载装置连接；所述控制器，本身是单片机、FPGA芯片、DS芯片组成的具有控制功能的部件，控制器通过串口、并口与测量装置相连，通过系统总线与记录装置和数据下载装置相连，控制器的中断控制端口与连接装置中的接口电路中的接收快门按下信号的电路连接；所述测量装置，包含电子罗盘、水平角和倾斜角传感器；电子罗盘是一种测量并可以输出方向角度信息的电子芯片，它与水平角和倾斜角传感器用来测量方向、水平角和倾斜角，控制器通过串口、并口采集电子罗盘、水平角和倾斜角传感器测量的数据，然后通过系统总线将这些数据存储到记录装置中的存储器中；所述记录装置，就是存储器，测量数据通过控制器保存到存储器上，存储器通过系统总线与控制器连接；所述连接装置是指连接到照相机的外接闪光灯热靴的部分，它由机械连接部件、接口电路组成；其中，机械连接部件由支架、紧固装置和连接照相机闪光灯热靴的接口组成，支架上面固定了本发明外接式测量仪，紧固装置用来将支架和照相机紧密的连接起来，连接到照相机闪光灯热靴的接口用来连接接口电路和照相机闪光灯热靴上的电路，接口电路从照相机的外接闪光灯热靴引出两个通路，一个通路作为本外接式测量仪的电源，另一个通路用来接收快门按下的信号；所述数据下载装置，它由数据下载控制功能软件和数据下载接口组成，其作用是连接个人电脑或者PDA，将拍照时候记录的相机镜头指示的方向、倾斜角和水平角下载到个人电脑或者PDA的装置；数据下载控制功能软件是固化到控制器中的嵌入式软件，数据下载接口为连接个人电脑、PDA的接口设备，当本外接式测量仪通过数据下载接口与个人电脑或者PDA建立连接后，在数据下载控制软件的驱动下，可以在PC或者PDA上，读取该仪器所记录的信息数据文件。
2、 根据权利要求l所述的一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，其 特征在于该数据下载接口是USB、串口有线连接。
3、 根据权利要求l所述的一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，其 特征在于该数据下载接口是蓝牙、Wi-Fi无线方式连接。
全文摘要
本发明一种记录照相机方向、倾斜角和水平角的外接式测量仪，它是由控制器、测量装置、记录装置、连接装置、数据下载装置五个部分组成；控制器与测量装置、记录装置、连接装置中的接口电路、数据下载装置连接。控制器是单片机或者FPGA或者DSP芯片组成的具有控制功能的部件；测量装置包含电子罗盘、水平角和倾斜角传感器；记录装置就是存储器；连接装置是指连接到照相机的外接闪光灯热靴的部分，它由机械连接部件、接口电路组成；数据下载装置由数据下载控制功能软件和数据下载接口组成，它将拍照时候记录的相机镜头指示的方向、倾斜角和水平角下载到个人电脑或者PDA装置。它有着升级便利、更换灵活，实时性强、测量精度高的优点，具有广泛的应用前景。
文档编号G01P13/00GK101625371SQ200910091370
公开日2010年1月13日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者张玉超, 李国旗 申请人:北京航空航天大学