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Title:
SYSTEM BASED ON TRI-AXIAL PAN-TILT STABLE PHOTOGRAPHING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/223424
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a system based on a tri-axial pan-tilt stable photographing device, the system comprising a sensor (300), a host computer (100), an electric motor (200) and a photographing device (400), wherein the host computer (100) comprises an electric motor control module (104), the sensor (300) is used for sensing a position of the photographing device (400) and sending position data of the photographing device (400) to the host computer (100), the host computer (100) carries out determination according to the received position data of the photographing device (400) and original set data, and if the position data of the photographing device (400) deviates from the original set data, the electric motor control module (104) gives an instruction to the electric motor (200), the electric motor (200) driving the photographing device (400) so that the photographing device (400) returns to an original set position. The system based on a tri-axial pan-tilt stable photographing device and a method for realizing stable photographing transmit real-time position data of the photographing device (400) to the host computer (100) via the sensor (300), and coordinate control via the host computer (100) so that the photographing device (400) can always maintain a horizontal state.

Inventors:
XU PAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2017/089268
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
June 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN ABS TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H04N5/232; F16M11/12; F16M11/18; G05D3/12
Domestic Patent References:
WO2015165109A12015-11-05
Foreign References:
CN102707734A2012-10-03
CN106020240A2016-10-12
CN204592734U2015-08-26
CN101313342A2008-11-26
CN105659020A2016-06-08
JP2002369046A2002-12-20
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 包括传感器 (30

0) 、 主机 (100) 、 电机 (200) 和摄像装置 (400) , 所述主机 (10 0) 包括电机控制模块 (104) , 所述传感器 (300) 用于感知所述摄 像装置 (400) 的位置并将所述摄像装置 (400) 的位置数据发送给所 述主机 (100) , 所述主机 (100) 根据接收到的摄像装置 (400) 位 置数据与原设定数据作判断, 若所述摄像装置 (400) 的位置数据偏 离原设定数据, 则所述电机控制模块 (104) 对所述电机 (200) 发出 指令, 所述电机 (200) 驱动所述摄像装置 (400) , 使所述摄像装置 (400) 重新回到原设定位置。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述传感器设于所述摄像装置 (300) 下方, 所述传感器包括重力加 速度计 (320) 、 三轴加速度计 (340) 和指南针传感器 (360) , 所 述电机 (200) 包括横滚驱动电机 (210) 、 俯仰驱动电机 (220) 和 方向驱动电机 (230) , 所述重力加速度计 (320) 控制所述俯仰驱动 电机 (220) 和所述横滚驱动电机 (210) 对所述摄像装置 (400) 分 别作水平和竖直位置调整, 所述三轴加速度计 (340) 分别控制所述 横滚驱动电机 (210) 、 所述俯仰驱动电机 (220) 和所述方向驱动电 机 (230) 的驱动加速度, 所述指南针传感器 (360) 控制所述方向驱 动电机 (230) 对所述摄像装置 (400) 作方位位置调整。

[权利要求 3] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述电机 (200) 内安装有光电码盘 (540) , 所述光电码盘 (540) 用于精确输出所述电机 (200) 运动的位置及幅度。

[权利要求 4] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述主机 (100) 包括相互电性连接的中央数据处理模块 (102) 、 图 像处理模块 (106) 和显示模块 (110) , 所述中央数据处理模块 (10 2) 用于控制所述电机控制模块 (104) 从而控制所述电机 (200) 的 驱动, 所述图像处理模块 (106) 用于处理摄像装置 (400) 采集的图 像信息, 所述显示模块 (110) 用于显示经图像处理模块 (106) 处理 后的图像信息。

[权利要求 5] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述中央数据处理模块 (102) 还电性连接有电源模块 (116) 、 WIF I收发模块 (114) 、 存储模块 (108) 和数据输入 /输出模块, 所述电 源模块 (116) 用于给所述摄像装置 (400) 提供电源, 所述存储模块 (108) 用于存储所述图像处理模块 (106) 处理后的图像信息, 所述 WIFI收发模块 (114) 将所述图像处理模块 (106) 处理后的图像信 息发送至互联网, 所述数据输入 /输出模块 (120) 用于连接外部设备 , 通过所述外部设备直接控制调整所述摄像装置 (400) 的位置。

[权利要求 6] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述中央数据处理模块 (102) 还电性连接有红外线模块 (118) , 所 述红外线模块 (118) 外接有微型红外线发射接收头, 所述微型红外 线接收头用于学习不同设备的红外线命令, 所述微型红外线接收头用 于发射用户通过学习得来的相应控制命令。

[权利要求 7] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 还包括具容纳腔体且两端相通的壳体 (600) , 所述主机 (100) 设于 所述壳体 (600) 内, 所述主机 (100) —端与所述壳体 (600) 的一 端端口密封设置, 另一端与所述摄像装置 (400) 连接, 在所述壳体 (600) 外表面设有控制面板 (610) 和显示屏 (620) , 所述控制面 板 (610) 与所述中央数据处理模块 (102) 电性连接, 所述显示屏 ( 620) 与所述显示模块 (110) 电性连接。

[权利要求 8] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述摄像装置 (400) 包括盒体 (420) 和固定安装于所述盒体 (420 ) 内的摄像头 (440) , 所述横滚驱动电机 (210) 、 所述俯仰驱动电 机 (220) 和所述方向驱动电机 (230) 分别与所述盒体 (420) 连接 并驱动所述盒体 (420) 移动从而带动所述摄像头 (440) 移动。

[权利要求 9] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述摄像装置 (400) 与所述主机 (100) 之间设有与所述壳体 (600 ) 两端端口外形相对应的连接件 (700) , 所述连接件 (700) 固定于 所述壳体 (600) 的端口 (630) 上, 在所述连接件 (700) 中央设有 一通孔 (620) 。

[权利要求 10] 如权利要求 1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统, 其特征在于: 所述电机 (200) 还包括第一连接片 (240) 和第二连接片 (260) , 所述方向驱动电机 (230) 穿过所述通孔 (620) 与所述主机 (100) 连接, 所述第一连接片 (240) —端与所述方向驱动电机 (230) 连接 , 另一端与所述俯仰驱动电机 (220) 连接, 所述横滚驱动电机 (210 ) 一端通过所述第二连接片 (260) 与所述俯仰驱动电机 (220) 连接 , 另一端与所述盒体 (420) 固定连接。

Description:
一种基于三轴云台稳定摄像装置系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种稳定摄像装置系统, 尤其是一种基于三轴云台稳定摄像装置系 统。

背景技术

[0002] 现有的摄像装置在摄像过程中, 摄像头经常会偏离水平状态, 不能得到需要的 摄像画面, 尤其是摄像装置在运动过程中, 摄像头不能始终保持对目标方向的 拍摄。

技术问题

[0003] 鉴于上述状况, 有必要提供一种在运动过程中, 摄像装置可以始终保持水平状 态摄像的基于三轴云台稳定摄像装置系统及实 现稳定摄像的方法。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为解决上述技术问题, 提供一种基于三轴云台稳定摄像装置系统, 包括传感器 、 主机、 电机和摄像装置, 所述主机包括电机控制模块, 所述传感器用于感知 所述摄像装置的位置并将所述摄像装置的位置 数据发送给所述主机, 所述主机 根据接收到的摄像装置位置数据与原设定数据 作判断, 若所述摄像装置的位置 数据偏离原设定数据, 则所述电机控制模块对所述电机发出指令, 所述电机驱 动所述摄像装置, 使所述摄像装置重新回到原设定位置。

[0005] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述传感器设于所述摄像装 置下方, 所述传感器包括重力加速度计、 三轴加速度计和指南针传感器, 所述 电机包括横滚驱动电机、 俯仰驱动电机和方向驱动电机, 所述重力加速度计控 制所述俯仰驱动电机和所述横滚驱动电机对所 述摄像装置分别作水平和竖直位 置调整, 所述三轴加速度计分别控制所述横滚驱动电机 、 所述俯仰驱动电机和 所述方向驱动电机的驱动加速度, 所述指南针传感器控制所述方向驱动电机对 所述摄像装置作方位位置调整。 [0006] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述电机内安装有光电码盘 , 所述光电码盘用于精确输出所述电机运动的位 置及幅度。

[0007] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述主机包括相互电性连接 的中央数据处理模块、 图像处理模块和显示模块, 所述中央数据处理模块用于 控制所述电机控制模块从而控制所述电机的驱 动, 所述图像处理模块用于处理 摄像装置采集的图像信息, 所述显示模块用于显示经图像处理模块处理后 的图 像信息。

[0008] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述中央数据处理模块还电 性连接有电源模块、 WIFI收发模块、 存储模块和数据输入 /输出模块, 所述电源 模块用于给所述摄像装置提供电源, 所述存储模块用于存储所述图像处理模块 处理后的图像信息, 所述 WIFI收发模块将所述图像处理模块处理后的图 信息 发送至互联网, 所述数据输入 /输出模块用于连接外部设备, 通过所述外部设备 直接控制调整所述摄像装置的位置。

[0009] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述中央数据处理模块还电 性连接有红外线模块, 所述红外线模块外接有微型红外线发射接收头 , 所述微 型红外线接收头用于学习不同设备的红外线命 令, 所述微型红外线接收头用于 发射用户通过学习得来的相应控制命令。

[0010] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 还包括具容纳腔体且两端相 通的壳体, 所述主机设于所述壳体内, 所述主机一端与所述壳体的一端端口密 封设置, 另一端与所述摄像装置连接, 在所述壳体外表面设有控制面板和显示 屏, 所述控制面板与所述中央数据处理模块电性连 接, 所述显示屏与所述显示 模块电性连接。

[0011] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述摄像装置包括盒体和固 定安装于所述盒体内的摄像头, 所述横滚驱动电机、 所述俯仰驱动电机和所述 方向驱动电机分别与所述盒体连接并驱动所述 盒体移动从而带动所述摄像头移 动。

[0012] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述摄像装置与所述主机之 间设有与所述壳体两端端口外形相对应的连接 件, 所述连接件固定于所述壳体 的端口上, 在所述连接件中央设有一通孔。

[0013] 在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统 中, 所述电机还包括第一连接片 和第二连接片, 所述方向驱动电机穿过所述通孔与所述主机连 接, 所述第一连 接片一端与所述方向驱动电机连接, 另一端与所述俯仰驱动电机连接, 所述横 滚驱动电机一端通过所述第二连接片与所述俯 仰驱动电机连接, 另一端与所述 盒体固定连接。

发明的有益效果

有益效果

[0014] 上述基于三轴云台稳定摄像装置系统, 通过重力加速度计、 三轴加速度计和指 南针模块感知摄像装置的位置, 并将位置信息发送至主机的中央数据处理模块 , 通过中央数据处理模块对电机控制模块发送指 令, 使滚驱动电机、 俯仰驱动 电机和方向驱动电机对摄像装置进行具体位置 调整, 使摄像装置可以始终保持 水平状态对目标进行摄像, 获得需要的视频画面。 本发明主机中还包括存储模 块、 数字图像传输模块、 红外线模块和显示模块, 通过存储模块和显示模块, 摄像装置可将采集的数据传输至存储模块中存 储起来, 当用户需要査阅视频数 据吋, 则通过显示模块将其显示出来; 中央数据处理模块还连接有红外线模块 , 该红外线模块外接有微型红外线发射接收头, 该微型红外线接收头用于学习 不同设备的红外线命令, 该发射头用于发射用户通过学习得来的相应控 制命令 ; 本发明电机中还包括包含有光电码盘, 通过光电码盘可精确输出电机运动的 位置及幅度, 使得该三轴控制电机能精确地控制电机运动, 增强整个摄像装置 的稳像功能。

对附图的简要说明

附图说明

[0015] 图 1是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统结 方框总图。

[0016] 图 2是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统结 方框细节图。

[0017] 图 3是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统总 结构图。

[0018] 图 4是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统另 视角总体结构图。

[0019] 图 5是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中 包括壳体的结构图。 [0020] 图 6是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中 接件、 电机及摄像装置结构 图。

[0021] 图 7是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统连 件与电机、 摄像装置分幵状 态结构图。

[0022] 图 8是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中 机与摄像装置结构图。

[0023] 图 9是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中 体结构图。

[0024] 图中统一标示符如下:

[0025] 100、 主机; 102、 中央数据处理模块; 104、 电机控制模块; 106、 图像处 理模块; 108、 存储模块; 110、 显示模块; 114、 WIFI收发模块; 116、 电源模块; 11 8 、 红外线模块; 120、 数据输入 /输出模块;

[0026] 200、 电机 210、 滚驱动电机; 220、 俯仰驱动电机; 230、 方向驱动电机 ; 240、 第一连接片; 260、 第二连接片;

[0027] 300、 传感器; 320、 重力加速度计; 340、 三轴加速度计; 360、 指南针 传感器;

[0028] 400、 摄像装置; 420、 盒体; 440、 摄像头; 540、 光电码盘;

[0029] 600、 壳体; 610、 控制面板; 620、 显示屏; 630、 端口;

[0030] 700、 连接件。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0031] 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及实施例 , 对本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统进行 进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明, 并不用于限定本发明。

[0032] 请参见图 1, 本发明实施例的一种基于三轴云台稳定摄像装 置系统, 包括传感 器 300、 主机 100、 电机 200和摄像装置 400, 主机 100包括电机控制模块 104, 传 感器 300用于感知摄像装置 400的位置并将摄像装置 400的位置数据发送给主机 10 0, 主机 100根据接收到的摄像装置 400位置数据与原设定数据作判断, 若摄像装 置 400的位置数据偏离原设定数据, 贝 1」电机控制模块 104对电机 200发出指令, 电 机 200驱动摄像装置 400, 使摄像装置 400重新回到原设定位置, 基于三轴云台稳 定摄像装置系统, 通过传感器感 300知摄像装置 400的位置, 并将位置信息发送 至主机 100, 主机 100对电机控制模块 104发送指令, 使电机 200对摄像装置 400进 行具体位置调整, 使摄像装置 400可以始终保持水平状态对目标进行摄像, 获得 需要的视频画面。

[0033] 如图 2所示, 传感器 300固定于摄像装置 300上且设于摄像装置 300下方, 传感器 包括重力加速度计 320、 三轴加速度计 340和指南针传感器 360, 电机 200包括横 滚驱动电机 210、 俯仰驱动电机 220和方向驱动电机 230, 重力加速度计 320控制 俯仰驱动电机 220和横滚驱动电机 210对摄像装置 400分别作水平和竖直位置调整 , 三轴加速度计 340分别控制横滚驱动电机 210、 俯仰驱动电机 220和方向驱动电 机 230的驱动加速度, 使横滚驱动电机 210、 俯仰驱动电机 220和方向驱动电机 23 0以在控制速度内进行运转, 并且在控制吋间内使摄像装置 400回复到原设定位 置, 指南针传感器 360控制方向驱动电机 230对所述摄像装置 400作方位位置调整 , 本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统, 通过重力加速度计 320、 三轴加速度 计 340和指南针模块 360感知摄像装置 400的位置, 并将位置信息发送至主机 100 , 主机 100对电机控制模块 104发送指令, 使滚驱动电机 210、 俯仰驱动电机 220 和方向驱动电机 230对摄像装置 400进行具体位置调整, 使摄像装置 400可以始终 保持水平状态对目标进行摄像, 获得需要的视频画面。

[0034] 在本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中, 电机 200内安装有光电码盘 540, 光电码盘 540用于精确输出电机 200运动的位置及幅度, 光电码盘 540可将摄像装 置 400的位置数据给电机控制模块 104, 使得电机控制模块 104能更加精确地稳定 地控制电机 200转动, 使摄像装置 400获得的影像更加稳定。

[0035] 如图 2所示, 主机 100包括相互电性连接的中央数据处理模块 102、 图像处理模 块 106和显示模块 110, 中央数据处理模块 102用于控制电机控制模块 104从而控 制电机 200的驱动, 图像处理模块 106用于处理摄像装置 400采集的图像信息, 显 示模块 110用于显示经图像处理模块 106处理后的图像信息, 本发明中, 电机控 制模块 104可通过滚驱动电机 210和俯仰驱动电机 220对摄像装置 400在水平和垂 直两个方向分别完成 0度, 60度, 120度, 180度, 多个角度拍摄的照片数据, 传 输至至中央数据处理模块 102, 由中央数据处理模块 102传输至图像处理模块 106 , 最后通过中央数据处理模块 106合成一张 210度的全景照片, 通过存储模块 108 和显示模块 110, 摄像装置可将采集的数据传输至存储模块中存 储起来, 当用户 需要査阅视频数据吋, 则通过显示模块将其显示出来。

[0036] 如图 2所示, 中央数据处理模块 102还电性连接有电源模块 116、 WIFI收发模块 1 14、 存储模块 108和数据输入 /输出模块, 电源模块 116用于给摄像装置 400提供电 源, 存储模块 108用于存储图像处理模块 106处理后的图像信息, WIFI收发模块 1 14将图像处理模块 106处理后的图像信息发送至互联网, 数据输入 /输出模块 120 用于连接外部设备, 通过外部设备直接控制调整摄像装置 400的位置。 如图 3所 示, 在壳体 600的底部还设有外接数据接口 660, 外接数据接口 660能接收 PPM、 PWM和 SBUS的控制信号, 该控制信号能通过电机控制模块来控制摄像装 置 400 的指向方向, 并使摄像装置 400始终保持该指向方向。 外接数据接口 660还能接 收来自手机 APP的 WIFI控制信号, 通过 WIFI收发模块 114, 在手机 APP软件的界 面有虚拟的操作杆, 操作杆的动作转化为 WIFI信号传输至电机控制模块 104来控 制摄像装置 400指向方向, 并自动保持该指向方向, 在壳体 600的底部还设有喇 叭 650, 通过喇叭 650可输出摄像的音频; 在壳体 600的底部还设有外部支架接口 640, 通过外部支架接口 640可将整个摄像装置 400系统固定在一定水平位置。

[0037] 如图 2所示, 中央数据处理模块 102还电性连接有红外线模块 118, 红外线模块 1 18外接有微型红外线发射接收头, 微型红外线接收头用于学习不同设备的红外 线命令, 微型红外线接收头用于发射用户通过学习得来 的相应控制命令。

[0038] 如图 3至图 9所示, 在本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中, 还包括具容纳 腔体且两端相通的壳体 600, 主机 100设于壳体 600内, 主机 100—端与壳体 600的 一端端口密封设置, 另一端与摄像装置 400连接, 在壳体 600外表面设有控制面 板 610和显示屏 620, 控制面板 610与中央数据处理模块 102电性连接, 显示屏 620 与显示模块 110电性连接。

[0039] 如图 5至图 8所示, 摄像装置 400包括盒体 420和固定安装于盒体 420内的摄像头 4 40, 横滚驱动电机 210、 俯仰驱动电机 220和方向驱动电机 230分别与盒体 420连 接并驱动盒体 420移动从而带动摄像头 440移动。

[0040] 如图 6、 图 7和图 9所示, 摄像装置 400与主机 100之间设有与壳体 600两端端口外 形相对应的连接件 700, 连接件 700固定于壳体 600的端口 630上, 在连接件 700中 央设有一通孔 620。

[0041] 如图 6和图 7所示, 电机 200还包括第一连接片 240和第二连接片 260, 方向驱动 电机 230穿过通孔 620与主机 100连接, 第一连接片 240—端与方向驱动电机 230连 接, 另一端与俯仰驱动电机 220连接, 横滚驱动电机 210—端通过第二连接片 260 与俯仰驱动电机 220连接, 另一端与盒体 420固定连接。

[0042] 上述基于三轴云台稳定摄像装置系统, 通过重力加速度计、 三轴加速度计和指 南针模块感知摄像装置的位置, 并将位置信息发送至主机的中央数据处理模块 , 通过中央数据处理模块对电机控制模块发送指 令, 使滚驱动电机、 俯仰驱动 电机和方向驱动电机对摄像装置进行具体位置 调整, 使摄像装置可以始终保持 水平状态对目标进行摄像, 获得需要的视频画面。 本发明装置中, 还包括有光 学变焦装置, 能稳定放大到 30倍图像而不抖动; 视频储存模块能通过 HDMI或者 AV-OUT接口连接外部视频播放设备; 数字图像传输模块能通过 2.4G或者 5.8G信 号输出实吋图像数据给手机或者独立视频接收 机。 使得远处的人员能观看到摄 像头所在位置的实吋数据。

[0043] 以上所述, 仅是本发明的较佳实施例而已, 并非对本发明作任何形式上的限制 , 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上, 然而并非用以限定本发明, 任何熟悉 本专业的技术人员, 在不脱离本发明技术方案范围内, 当可利用上述揭示的技 术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效 实施例, 但凡是未脱离本发明技 术方案内容, 依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任 何简单修改、 等同 变化与修饰, 均仍属于本发明技术方案的范围内。