CN104482370B - 拍摄设备固定装置、拍摄系统及拍摄系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拍摄设备固定装置，包括方向传感器、控制电路、用于固定拍摄设备的平台和可浮于水面上的浮力件，所述浮力件内设置有用于驱动所述平台相对于所述浮力件转动的驱动装置，所述平台通过驱动装置设置在所述浮力件上；所述控制电路分别与所述方向传感器和驱动装置电连接，所述方向传感器设置在所述平台上，用于检测所述平台的方位角。本发明还公开了一种拍摄系统及拍摄系统的控制方法。在整个水面拍摄过程中，若浮力件因受到水体运动的影响而发生转动，进而使拍摄设备偏离预定角度时，则根据检测到的偏离角度控制平台带动拍摄设备转动，以使拍摄设备保持在预定的拍摄角度，从而实现对水面上的物体进行定点拍摄，准确获取所需图像信息。

Description

拍摄设备固定装置、拍摄系统及拍摄系统的控制方法

技术领域

本发明涉及拍摄器材技术领域，尤其涉及一种拍摄设备固定装置、拍摄系统及拍摄系统的控制方法。

背景技术

当需要对在水面或水下运动的物体进行拍摄时，为了记录全面的运动细节，通常需要设置多个拍摄点，拍摄点可能分布在岸上或者多个水上交通工具上，并通过手持拍摄设备对特定物体进行连续拍摄。然而，现有的拍摄方式存在以下缺点：1、拍摄点分散设置，所投入的人力物力大；2、人的体力有限，无法长时间手持拍摄设备对物体进行拍摄。为了解决上述技术问题，现有的一种解决方案是将拍摄设备固定在漂浮在水面上的浮力件，并将拍摄设备设置为自动拍摄模式，通过漂浮在水面上的拍摄设备对水面或水下物体进行拍摄。由于受到波浪和风力的影响，拍摄设备会发生旋转和倾斜，拍摄角度不断变化，因此无法对一特定角度进行定点拍摄，难以获取所需的图像信息。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种拍摄设备固定装置，旨在解决现有的拍摄设备固定装置因浮在水面上而无法对一特定角度进行定点拍摄的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种拍摄设备固定装置，包括方向传感器、控制电路、用于固定拍摄设备的平台和可浮于水面上的浮力件，所述浮力件内设置有用于驱动所述平台相对于所述浮力件转动的驱动装置，所述平台通过驱动装置设置在所述浮力件上；所述控制电路分别与所述方向传感器和驱动装置电连接，所述方向传感器设置在所述平台上，用于检测所述平台的方位角。

优选地，所述浮力件设置有从所述浮力件的顶面向内凹陷的容纳空间，所述控制电路、驱动装置以及平台置于所述容纳空间中。

优选地，所述驱动装置包括电机、转轴、相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定在所述电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在所述转轴上以带动所述转轴转动，所述转轴竖直布置于所述浮力件中，所述平台通过所述转轴转动连接于所述浮力件。

优选地，所述拍摄设备固定装置还包括设置在所述转轴或电机的输出轴上的角度传感器，所述角度传感器与所述控制电路电连接，用于检测所述转轴或电机的输出轴的转动角度，以检测所述平台与所述浮力件之间的相对转角。

优选地，所述拍摄设备固定装置还包括设置在所述平台上、并用于固定拍摄设备的云台，所述云台具有至少两个自由度。

优选地，所述拍摄设备固定装置还包括配重件和将所述配重件连接至所述浮力件的连接件。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种拍摄系统，包括拍摄设备和拍摄设备固定装置，所述拍摄设备固定装置为上述任一项技术方案中所述的拍摄设备固定装置。

更进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种拍摄系统的控制方法，包括：获取平台的方位角；当所述方位角与预设方位角存在方位差值时，控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度。

优选地，当所述方位差值为正值时，其对应的方向为顺时针；当所述方位差值为负值时，其对应的方向为逆时针。

优选地，当所述方位角与预设方位角存在方位差值时，控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度包括：判断所述方位差值是否介于预设区间；若所述方位差值超出所述预设区间，则控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度。

本发明所提供的一种拍摄设备固定装置、拍摄系统及拍摄系统的控制方法，通过利用浮力件在水中产生的浮力，以将拍摄设备保持在水面上的特定位置，从而实现对水面上的物体进行预定角度的拍摄；而在整个拍摄过程中，若浮力件因受到水体运动的影响而发生转动，进而使拍摄设备偏离预定角度时，则根据检测到的偏离角度控制平台带动拍摄设备转动，以使拍摄设备保持在预定的拍摄角度，从而实现对水面上的物体进行定点拍摄，准确获取所需图像信息。

附图说明

图1为本发明的拍摄设备固定装置一实施例的立体示意图；

图2为本发明的拍摄设备固定装置一实施例的内部结构示意图；

图3为本发明的拍摄系统的控制方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种拍摄系统，其包括用于记录图像信息的拍摄设备和将该拍摄设备保持在特定姿态和位置的拍摄设备固定装置，其中拍摄设备可以是记录单帧图像的照相机，也可以是连续记录多帧图像的摄像机。

该拍摄设备固定装置包括方向传感器、控制电路、用于固定拍摄设备的平台和可浮于水面上的浮力件，其中方向传感器设置在平台上，用于检测平台的方位角，以确定平台实际朝向，应当理解，本发明中的方位角指的是从一点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角；平台转动连接于浮力件，两者之间设置有用于驱动平台相对于浮力件转动的驱动装置；控制电路分别与方向传感器和驱动装置电连接，通过接收方向传感器传来的方位角控制驱动装置的运行，使平台保持在预定的朝向位置。

当将拍摄设备固定装置应用于水面拍摄活动时，浮力件部分浸入水中，能将固定有拍摄设备的平台稳定地支撑且使拍摄设备完全显露于水面。并且，平台上可以设置一个或多个与拍摄设备相连的固定支架，以方便拍摄设备的拆装，固定支架按照特定规则分布，比如围绕一中心均匀分布，以实现360°全方位的拍摄，获取更多图像信息，便于记录运动物体的运动画面。通过利用浮力件在水中产生的浮力，以将拍摄设备保持在水面上的特定位置，并且在拍摄过程中，通过驱动装置调整平台的具体朝向，从而克服水体运动对浮力件的影响，实现对水面上的物体进行定点拍摄，准确获取所需图像信息，由此可知，本发明的拍摄设备固定装置对其上的拍摄设备的拍摄角度调整，以克服环境因素的影响是各个部件组合后的核心所在。

下面将结合图1和图2进一步对本发明的拍摄设备固定装置的具体实施例进行详细的描述。

本实施例中，浮力件100为中空结构，或者浮力件100为实心体，但由轻质材料制成，不管浮力件100的采用何种构造，都应当保证浮力件100的整体密度小于水的密度，以使浮力件100在承重后还能满足悬浮在水中的要求。较佳地，本实施例的浮力件100为实心体，并且设置有从浮力件100的顶面向内凹陷的容纳空间，比如该浮力件100呈半球形，控制电路、驱动装置500以及平台400均置于该容纳空间中，从而降低拍摄设备固定装置的重心，以提高稳定性。平台400相对于浮力件100的转动轴线竖直设置，当浮力件100置于平静的水面上时，平台400保持水平。此外，拍摄设备固定装置还包括设置在平台400或浮力件100上的角度传感器，该角度传感器与控制电路电连接，用于检测平台400与浮力件100之间的相对转角，进而控制平台400精确复位至原拍摄方位上。同时，当驱动装置500驱动平台400相对于浮力件100转动时，通过该角度传感器获取平台400相对于浮力件100的初始位置转过的角度，可以判断平台400是否转动至极限位置，避免出现诸如绕线等问题。

具体地，如图2所示，上述驱动装置500包括电机510、转轴520、相啮合的主动齿轮530和从动齿轮540，将电机510固定在浮力件100上，以提高平台400运动的稳定性，转轴520分为固定和转动两种安装方式，但应当是竖直布置的，比如将转轴520固定在浮力件100上，平台400套在转轴520上，或者直接相连，并在转轴520的轴线方向上相对固定，主动齿轮530固定在电机510的输出轴上，从动齿轮540转动连接于浮力件100或固定在平台400上，其中从动齿轮540和转轴520同轴设置，采用一级减速，优点是结构简单、使用零部件数量少，但是存在角度调节精度差的问题，而为了提高角度调节精度，可以在上述驱动装置500的基本组成的基础上增加减速齿轮，比如构成两级或者两级以上的减速传动机构。与本实施例的驱动装置500相适应，可以将上述角度传感器设置在转轴520或电机510的输出轴上，通过检测转轴520或电机510的输出轴的转动角度，进而获取平台400与浮力件100之间的相对转角。

本实施例中，拍摄设备固定装置还包括设置在平台400上、并用于固定拍摄设备的云台(图未示)，即上述固定支架600可由云台替代，以对拍摄设备进行多方位的调整，比如水平方向和俯仰方向，从而在更大限度内使拍摄设备保持在预定的拍摄角度，实现定点拍摄。其中，本实施例的云台具有至少两个自由度，比如采用三轴云台，即使由于水面波动而导致拍摄设备产生倾斜，也可以通过云台对拍摄设备的姿态进行调节，从而实现对水面上的物体进行定点拍摄，准确获取所需图像信息。

进一步地，为了增加浮力件100在水中的稳定性，以减小波浪冲击的影响，该拍摄设备固定装置还包括配重件300和将该配重件300连接至浮力件100的连接件200，配重件300的密度相较于浮力件100大，增加配重件300后可以明显降低拍摄设备固定装置的重心，达到减少晃动的目的，可以保证拍摄设备500所记录的图像质量。需要说明的是，连接件200可以为柔性件或刚性件，但是连接件200为刚性件时，其至少一端应当是活动铰接的，比如连接件200的上端与浮力件100铰接。较佳地，本实施例的连接件200由两段组成，分别是连接至浮力件100的第一段和连接至配重件300的第二段，两段在靠近浮力件100的位置处铰接，也即第一段的长度比第二段的长度小，借助于这种连接结构，即使配重件300因受到水体运动而摆动时，也不会将配重件300产生的摆动传递给浮力件100，从而有利于保持浮力件100的稳定性。此外，可以将配重件300配置为圆球形，同样可以减少波浪冲击的影响，以增加稳定性。

在较佳实施例中，浮力件100为实心结构，比如由高密度泡沫材料制成，为了增大浮力件100的整体刚度和强度，该拍摄设备固定装置还包括呈相对设置、并将浮力件100夹持的上固定板和下固定板(图未示)，上固定板和下固定板均由硬质材料制成，以保证足够的刚度和强度，上固定板和下固定板通过贯穿浮力件100的锁紧件连接，浮力件100的底部形成有与下固定板贴合的平面，浮力件100的容纳空间的底部形成有与上固定板贴合的平面，从而满足牢靠的固定要求。上固定板和下固定板均为圆形，锁紧件的上端形成有上螺纹段，锁紧件的下端形成有下螺纹段，螺纹段的长度以穿过上固定板和下固定板后，两侧均有装配裕量为宜。具体装配时，上螺纹段穿过上固定板，通过旋合在上螺纹段上的两个螺母(分别是第一螺母和第二螺母)将上固定板夹持，从而实现锁紧件与上固定板之间的锁紧；相似地，下螺纹段穿过下固定板，通过旋合在下螺纹段上的两个螺母(分别是第三螺母和第四螺母)将下固定板夹持，从而实现锁紧件与下固定板之间的锁紧。由于上螺纹段穿过上固定板后可能显露于外，因此第二螺母的一端可以完全封闭。本实施例中，通过增设上固定板，还有利于安装诸如驱动装置、控制电路等组成部件。此外，上固定板和下固定板上还可以开设有若干用于减轻重量的减重孔，同时不会对整体结构的强度和刚度造成影响。

本发明还提供一种拍摄系统的控制方法。

参见图3，本实施例所提供的拍摄系统的控制方法，基于上述的拍摄系统，该控制方法包括：

步骤S10，获取平台的方位角；

本实施例中，将拍摄系统置于水中，而在拍摄过程中，通过安装在平台上的方向传感器检测平台的方位角，从而将平台当前所处方位反馈给控制电路，控制电路将获取的方位角和预设方位角做差值比较，据此判断安装在平台上的拍摄设备是否对着在预定的拍摄目标进行定点拍摄。

步骤S20，方位角与预设方位角是否存在方位差值；

若两者之间存在差值，则表明拍摄设备已偏离预定的拍摄方位，并且方位差值的绝对值越大，偏离程度越大，这无疑会对所需的图像信息造成影响。本实施例中，通过方位差值的正负来定义调整平台的方向，比如当方位差值为正值时，其对应的方向为顺时针；当方位差值为负值时，其对应的方向为逆时针。也就是说，当方位差值为正值时，通过使平台顺时针转动来纠正拍摄设备的拍摄角度；当方位差值为负值时，通过使平台逆时针转动来纠正拍摄设备的拍摄角度。当然，还可以将上述方位差值的正负对应的方向对调。

步骤S30，控制平台按方位差值对应的方向转动与方位差值的绝对值相等的角度。

执行本步骤后，可以使拍摄设备返回至预定的拍摄方位对拍摄目标进行拍摄。具体地，控制电路给驱动装置发送指令，该指令包括电机的转动方向和转动角度，其中转动方向和转动角度均从方位差值得来，方位差值的正负决定了转动方向，而转动角度等于方位差值的绝对值。

本实施例中，对拍摄方位的修正具有两种实施方式，第一种是只要拍摄设备偏离预定的拍摄方位时，就控制驱动装置驱动平台转动，以使拍摄设备回到预定的拍摄方位；第二种是只有拍摄设备偏离预定的拍摄方位足够大时，才控制驱动装置驱动平台转动，比如增加判断步骤，判断方位差值是否介于预设区间，该预设区间为(-5°，5°)；若方位差值超出预设区间时(相当于方位差值≤-5°或方位差值≥5°)，则控制平台按方位差值对应的方向转动与该方位差值的绝对值相等的角度。在第一种实施方式中，由于不间断地对拍摄设备进行动态修正，因此会产生一定的振动，稳定性稍差，而在第二种实施方式中，只有当拍摄设备偏离的角度足够大时(即不能获取拍摄目标的完整图像信息)，才对拍摄设备进行修正，通过降低修正频率，可以提高拍摄设备工作时的稳定性，保证图像质量。

根据本发明实施例的技术方案，在整个拍摄过程中，若浮力件因受到水体运动的影响而发生转动，进而使拍摄设备偏离预定角度时，则根据检测到的偏离角度控制平台带动拍摄设备转动，以使拍摄设备保持在预定的拍摄角度，从而实现对水面上的物体进行定点拍摄，准确获取所需图像信息。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种拍摄设备固定装置，其特征在于，包括方向传感器、控制电路、用于固定拍摄设备的平台和可浮于水面上的浮力件，所述浮力件内设置有用于驱动所述平台相对于所述浮力件转动的驱动装置，所述平台通过驱动装置设置在所述浮力件上；所述控制电路分别与所述方向传感器和驱动装置电连接，所述方向传感器设置在所述平台上，用于检测所述平台的方位角；所述驱动装置包括电机、转轴、相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮固定在所述电机的输出轴上，所述从动齿轮固定在所述转轴上以带动所述转轴转动，所述转轴竖直布置于所述浮力件中，所述平台通过所述转轴转动连接于所述浮力件。

2.如权利要求1所述的拍摄设备固定装置，其特征在于，所述浮力件设置有从所述浮力件的顶面向内凹陷的容纳空间，所述控制电路、驱动装置以及平台置于所述容纳空间中。

3.如权利要求1所述的拍摄设备固定装置，其特征在于，所述拍摄设备固定装置还包括设置在所述转轴或电机的输出轴上的角度传感器，所述角度传感器与所述控制电路电连接，用于检测所述转轴或电机的输出轴的转动角度，以检测所述平台与所述浮力件之间的相对转角。

4.如权利要求1所述的拍摄设备固定装置，其特征在于，所述拍摄设备固定装置还包括设置在所述平台上、并用于固定拍摄设备的云台，所述云台具有至少两个自由度。

5.如权利要求1所述的拍摄设备固定装置，其特征在于，所述拍摄设备固定装置还包括配重件和将所述配重件连接至所述浮力件的连接件。

6.一种拍摄系统，包括拍摄设备和拍摄设备固定装置，其特征在于，所述拍摄设备固定装置为权利要求1至5中任一项所述拍摄设备固定装置。

7.一种如权利要求6所述的拍摄系统的控制方法，其特征在于，包括：

获取平台的方位角；

当所述方位角与预设方位角存在方位差值时，控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度。

8.如权利要求7所述的拍摄系统的控制方法，其特征在于，当所述方位差值为正值时，其对应的方向为顺时针；当所述方位差值为负值时，其对应的方向为逆时针。

9.如权利要求7或8所述的拍摄系统的控制方法，其特征在于，当所述方位角与预设方位角存在方位差值时，控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度包括：

判断所述方位差值是否介于预设区间；

若所述方位差值超出所述预设区间，则控制平台按所述方位差值对应的方向转动与所述方位差值的绝对值相等的角度。