CN104202531B - 一种手机空中拍照摄影的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机空中拍照摄影的方法，其根据陀螺仪的方向不改变的特性，通过将陀螺仪采集到的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致，进而便于控制手机在空中进行拍摄或摄影，其操作方便，方向自动控制，趣味性高，拍摄效果好，在手机运动的时候能够抓住拍照的瞬间图像，提升了用户体验。

Description

一种手机空中拍照摄影的方法

技术领域

本发明涉及手机技术领域，更具体地说，是涉及一种手机空中拍照摄影的方法。

背景技术

目前，越来越多的用户使用智能手机等拍照设备进行拍照，拍照方式五花八门，有手持自拍，定时自拍、朋友帮忙拍摄等方式，但是要想实现从空中拍摄自己或是朋友们的话，就必须借助其他设备，如无人机等控制设备，该设备昂贵且不便携带。另外，要是将手机扔在空中进行拍摄，方向不好控制，拍出来的照片不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种操作方便、拍摄效果好、趣味性高、可提升用户体验的手机空中拍照摄影的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种手机空中拍照摄影的方法，所述手机设有球形旋转摄像头和驱动球形旋转摄像头旋转到任意角度的驱动装置，所述驱动装置包括三个转速额定且对应于x、y、z轴方向的微型马达，该方法包括以下步骤：

S1、设置手机中的陀螺仪的初始方向；

S2、当手机在空中时，接收陀螺仪传入的手机在x、y、z轴方向转动的弧度角；

S3、计算球形旋转摄像头在x、y、z轴方向的修正角，其中，所述修正角为陀螺仪当前位置相对于初始位置的弧度角；

S4、将陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致；

S5、控制手机拍摄或摄影。

作为优选的，在上述技术方案中，所述步骤S4的具体步骤包括：

对球形旋转摄像头初始化建模，建立三维球面坐标函数体，将球形旋转摄像头划分为三个曲面，分别为AB面、AC面和BC面，其中，A、B、C经线虚拟对应空间三坐标的x、y、z轴；

根据陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角，模拟计算球形旋转摄像头的摄像孔在三维虚拟球面模型中的点D位置；

当点D在AB面上时，则将在A、B经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、B经线相对应的x、y微型马达的转动轴的转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

当点D在BC面上时，则将在B、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与B、C经线相对应的y、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

当点D在AC面上时，则将在A、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、C经线相对应的x、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转。

作为优选的，在上述技术方案中，所述根据陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角，模拟计算球形旋转摄像头的摄像孔在三维虚拟球面模型中的点D位置的步骤具体包括：

设定计算机建模函数体：D(a，b，c)＝M(θ(anglex，angley，anglez)，β(βx，βy，βz))；

其中，D是输出量，数组型，a、b、c分别代表位置点D在三维虚拟球面上x、y、z方向的弧度角位置，参数θ是陀螺仪传入的弧度角，数组型，anglex、angley、anglez分别代表在x、y、z方向转动的弧度角，参数β是球形旋转摄像头的修正角，数组型，βx、βy、βz分别代表在x、y、z方向的修正角；

M函数体对参数θ累加计算，得到临时累加值D1，依据参数β和临时累加值D1比较做补差，最终M函数体计算输出点D的位置。

作为优选的，在上述技术方案中，所述将在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成对应的微型马达的转动轴的转动时间的步骤具体包括：

S函数建模，计算一个虚拟位置点E到点D之间在三坐标方向的分量差，即得到在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度；

通过微型马达的额定转速得到其角速度，结合在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度，计算出对应的微型马达的转动轴的转动时间。

作为优选的，在上述技术方案中，所述步骤S5的具体步骤包括：

当手机采集的参数信息达到规定阈值时，则控制手机开始拍摄或摄影，其中，所述手机采集的参数信息包括加速度值、速度值、高度值或时间值。

作为优选的，在上述技术方案中，所述步骤S5的具体步骤包括：

接收与手机进行wifi或蓝牙方式连接的外设控制设备发送的拍摄指令，控制手机拍摄或摄影。

作为优选的，在上述技术方案中，所述步骤S5之后还包括：

在手机下降过程中，通过与手机相连接的缓冲设备以缓冲手机下降速度。

作为优选的，在上述技术方案中，所述缓冲设备为弹簧细绳。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明根据陀螺仪的方向不改变的特性，通过将陀螺仪采集到的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致，进而便于控制手机在空中进行拍摄或摄影，其操作方便，方向自动控制，趣味性高，拍摄效果好，在手机运动的时候能够抓住拍照的瞬间图像，提升了用户体验。

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是本发明提供的手机空中拍照摄影的方法流程图；

图2是本发明提供的摄像头转动服务控制流程图；

图3是本发明提供的球形旋转摄像头的曲面分割图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种手机空中拍照摄影的方法，是在申请公布号为CN 103595836A，名称为“带旋转摄像头的移动终端及其摄像头的旋转控制装置”的专利的基础上进行的开发。所述手机设有球形旋转摄像头和驱动球形旋转摄像头旋转到任意角度的驱动装置，所述驱动装置包括三个转速额定且布置方式对应于标准三坐标x、y、z轴方向的微型马达，三个微型马达的转动轴的转动方向是球的经度方向，球形旋转摄像头的摄像孔在球面的旋转位置可通过调整三个微型马达的转动轴的转动，使其运动到指定的点。

图1是本发明所述的手机空中拍照摄影的方法流程图，请参考图1，本发明实施例的方法包括以下步骤：

步骤S1、设置手机中的陀螺仪的初始方向；

陀螺仪的方向具有不改变的特性，陀螺仪的内部有一个陀螺，它的轴由于陀螺效应始终与初始方向平行，这样就可以通过与初始方向的偏差计算出实际方向。

步骤S2、当手机在空中时，接收陀螺仪传入的手机在x、y、z轴方向转动的弧度角；

步骤S3、计算球形旋转摄像头在x、y、z轴方向的修正角；

其中，所述修正角为陀螺仪当前位置相对于初始位置的弧度角，即球形旋转摄像头为了能够与陀螺仪的初始方向保持一致而需要转动的角度。

步骤S4、将陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致；

具体而言，如图2所示，所述步骤S4的具体步骤包括：

步骤S41、对球形旋转摄像头初始化建模，建立三维球面坐标函数体，将球形旋转摄像头划分为三个曲面，如图3所示，分别为AB面、AC面和BC面，其中，A、B、C经线虚拟对应空间三坐标的x、y、z轴；

步骤S42、根据陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角，模拟计算球形旋转摄像头的摄像孔在三维虚拟球面模型中的点D位置；

其中，步骤S42的具体步骤为：

设定计算机建模函数体：D(a，b，c)＝M(θ(anglex，angley，anglez)，β(βx，βy，βz))；

其中，D是输出量，数组型，a、b、c分别代表位置点D在三维虚拟球面上x、y、z方向的弧度角位置，参数θ是陀螺仪传入的弧度角，数组型，anglex、angley、anglez分别代表在x、y、z方向转动的弧度角，参数β是球形旋转摄像头的修正角，数组型，βx、βy、βz分别代表在x、y、z方向的修正角；

M函数体对参数θ累加计算，得到临时累加值D1，依据参数β和临时累加值D1比较做补差，最终M函数体计算输出点D的位置。

步骤S43、当点D在AB面上时，则将在A、B经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、B经线相对应的x、y微型马达的转动轴的转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

步骤S44、当点D在BC面上时，则将在B、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与B、C经线相对应的y、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

步骤S45、当点D在AC面上时，则将在A、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、C经线相对应的x、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转。

在步骤S43～步骤S45中，所述将在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成对应的微型马达的转动轴的转动时间的步骤具体包括：

S函数建模，计算一个虚拟位置点E到点D之间在三坐标方向的分量差，即得到在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度；

通过微型马达的额定转速得到其角速度，结合在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度，计算出对应的微型马达的转动轴的转动时间。

举例而言，假设点D在AB面，就计算虚拟位置点E到D点之间，在A、B经线方向要移动多少弧度才能到达点D，计算出A、B经线的弧度后，结合微型马达的角速度，即可计算出与A、B经线相对应的x、y微型马达的转动轴的转动时间。

步骤S5、控制手机拍摄或摄影。

具体的，在一实施例中，步骤S5的具体步骤包括：

当手机采集的参数信息达到规定阈值时，则控制手机开始拍摄或摄影，其中，所述手机采集的参数信息包括加速度值、速度值、高度值或时间值等，加速度、速度和高度三个参数可以通过加速度传感器采集，时间参数可以通过软件计时采集。

当手机采集的参数信息为加速度值时，手机在除重力外，竖直方向加速度等于重力加速度G，依据F＝ma原理，即手机被抛出时，它的加速度就是G，可以设定加速度的空间三方向的加速度阈值，最大为G。比如抛物线，可以设定在水平方向加速度为0时，过顶拍照最佳。

当手机采集的参数信息为速度值时，在竖直上抛时，通过加速度、时间和初速度，算出速度为0时最佳拍照点。

当手机采集的参数信息为高度值时，通过加速度、时间和初速度，算出高度，达到设定高度阈值时拍照。

当手机采集的参数信息为时间值时，通过计时器计算当前时间，达到设定时间阈值时拍照。

在另一实施例中，步骤S5的具体步骤包括：

接收与手机进行wifi或蓝牙方式连接的外设控制设备发送的拍摄指令，控制手机拍摄或摄影。

在使用手机拍照前，将外设控制设备与手机连接好，在抛出手机后，手机拍摄服务检测信号，当外设控制设备传入拍摄指令时，拍摄服务启动(或停止)拍照或摄影。

较佳的，所述步骤S5之后还包括以下步骤：

步骤S6、在手机下降过程中，通过与手机相连接的缓冲设备以缓冲手机下降速度。其中，所述缓冲设备优选设置为弹簧细绳，其可避免手机下降过程中不至于摔坏。

综上所述，本发明能够根据陀螺仪的方向不改变的特性，通过将陀螺仪采集到的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致，进而便于控制手机在空中进行拍摄或摄影，其操作方便，方向自动控制，趣味性高，拍摄效果好，在手机运动的时候能够抓住拍照的瞬间图像，提升了用户体验。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种手机空中拍照摄影的方法，所述手机设有球形旋转摄像头和驱动球形旋转摄像头旋转到任意角度的驱动装置，所述驱动装置包括三个转速额定且对应于x、y、z轴方向的微型马达，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、设置手机中的陀螺仪的初始方向；

S2、当手机在空中时，接收陀螺仪传入的手机在x、y、z轴方向转动的弧度角；

S3、计算球形旋转摄像头在x、y、z轴方向的修正角，其中，所述修正角为陀螺仪当前位置相对于初始位置的弧度角；

S4、将陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角传给摄像头旋转控制服务，转化为摄像头转动控制时间量，分别输出对应的微型马达的转动轴的转动时间，通过调整三个微型马达的转动轴的转动控制球形旋转摄像头实时转动，使其摄像孔始终与陀螺仪的初始方向保持一致；

S5、控制手机拍摄或摄影。

2.根据权利要求1所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤包括：

对球形旋转摄像头初始化建模，建立三维球面坐标函数体，将球形旋转摄像头划分为三个曲面，分别为AB面、AC面和BC面，其中，A、B、C经线虚拟对应空间三坐标的x、y、z轴；

根据陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角，模拟计算球形旋转摄像头的摄像孔在三维虚拟球面模型中的点D位置；

当点D在AB面上时，则将在A、B经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、B经线相对应的x、y微型马达的转动轴的转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

当点D在BC面上时，则将在B、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与B、C经线相对应的y、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转；

当点D在AC面上时，则将在A、C经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成与A、C经线相对应的x、z微型马达的转动轴转动时间，驱动球形旋转摄像头旋转。

3.根据权利要求2所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述根据陀螺仪传入的弧度角和球形旋转摄像头的修正角，模拟计算球形旋转摄像头的摄像孔在三维虚拟球面模型中的点D位置的步骤具体包括：

设定计算机建模函数体：D(a，b，c)＝M(θ(anglex，angley，anglez)，β(βx，βy，βz))；

其中，D是输出量，数组型，a、b、c分别代表位置点D在三维虚拟球面上x、y、z方向的弧度角位置，参数θ是陀螺仪传入的弧度角，数组型，anglex、angley、anglez分别代表在x、y、z方向转动的弧度角，参数β是球形旋转摄像头的修正角，数组型，βx、βy、βz分别代表在x、y、z方向的修正角；

M函数体对参数θ累加计算，得到临时累加值D1，依据参数β和临时累加值D1比较做补差，最终M函数体计算输出点D的位置。

4.根据权利要求3所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述将在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度转化成对应的微型马达的转动轴的转动时间的步骤具体包括：

S函数建模，计算一个虚拟位置点E到点D之间在三坐标方向的分量差，即得到在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度；

通过微型马达的额定转速得到其角速度，结合在对应的经线方向上转动到点D位置所要转动的弧度，计算出对应的微型马达的转动轴的转动时间。

5.根据权利要求1所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤包括：

当手机采集的参数信息达到规定阈值时，则控制手机开始拍摄或摄影，其中，所述手机采集的参数信息包括加速度值、速度值、高度值或时间值。

6.根据权利要求1所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤包括：

接收与手机进行wifi或蓝牙方式连接的外设控制设备发送的拍摄指令，控制手机拍摄或摄影。

7.根据权利要求1所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括：

在手机下降过程中，通过与手机相连接的缓冲设备以缓冲手机下降速度。

8.根据权利要求7所述的手机空中拍照摄影的方法，其特征在于，所述缓冲设备为弹簧细绳。