CN104670514A - 一种模块化航拍云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化航拍云台，包括有壳体，其内部具有安装腔室；所述安装腔室内设置有一个第一相机模块、四个第二相机模块、主控模块；所述第一相机模块设置在壳体的安装腔室的中央，且第一相机模块其视轴方向竖直向下，所述壳体其对应于第一相机模块的镜头的表面开设有视口；所述四个第二相机模块分别倾斜地设置在第一相机模块的周边，其中，所述第二相机模块其镜头的视轴方向向下，且沿壳体的周向倾斜；所述壳体其对应于第二相机模块的镜头的表面开设有视口。本发明模块化航拍云台，在保证摄像质量的基础上，实现了航拍云台的小型化、轻量化，并且模块化拆装便捷、组装维修成本低、效率高。

Description

一种模块化航拍云台

技术领域

本发明涉及一种航空摄影平台，特别是一种适合于小型低空遥感无人机的模块化航拍云台。

背景技术

航空摄影摄像在地形测绘，地震救援，火灾监测等许多领域都具有很高的应用价值。通常情况下，采用载人直升机搭载人员和设备进行拍摄，但风险大，费用高。近年来，开始出现利用小型无人机携带设备进行拍摄，工作人员可以根据其回传的视频信息远程遥控云台进行拍摄。

无人机低空遥感系统在实现影像图制作的基础上，正在向摄影测量立体测图专用领域发展。依据航空摄影测量规范，用于摄影测量的无人机航空摄影系统对有效载荷的姿态稳定度有着严格的量化要求。而飞机在航摄时会受到机体震动和空中杂散气流的影响，有效载荷会随之改变摄影姿态，造成航摄漏洞以及摄影测量交会角过小等严重问题。

现有技术中一般通过陀螺仪和驱动装置控制摄像平台的稳定性，一方面驱动装置本身控制摄像平台旋转，会带来摄像平台不稳定问题，另一方面由于无人机的带载能力有限，过重的负载也将直接影响航拍云台的稳定性，从而影响摄像质量。那么，如何减少驱动装置本身带来的摄像平台不稳定因素，或者如何避免驱动装置控制摄像平台旋转带来的不稳定，成为一个技术难题；同时航拍云台的小型化、轻量化已经成为航拍云台技术高低的一项指标。

综上，如何在保证摄像质量的基础上，实现航拍云台的小型化、轻量化，成为了一个技术难题。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点与不足，提供一种模块化航拍云台，该航拍云台通过模块化设计，在保证了摄影质量的基础上，体积小、重量轻、结构紧凑并且拆装便捷，从而维修成本低、效率高。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种模块化航拍云台，包括有壳体，其内部具有安装腔室；所述安装腔室内设置有一个第一相机模块、四个第二相机模块、主控模块。

所述第一相机模块设置在壳体的安装腔室的中央，且第一相机模块其视轴方向竖直向下，所述壳体其对应于第一相机模块的镜头的位置开设有视口；

所述四个第二相机模块分别倾斜地设置在第一相机模块的周边，其中，所述第二相机模块其镜头的视轴方向向下，且沿壳体的周向倾斜；所述壳体其对应于第二相机模块的镜头的表面开设有视口；所述第一相机模块和四个第二相机模块形成全方位拍摄视角。

所述第一相机模块和四个第二相机模块上分别设置有且仅有唯一的子USB接口；所述主控模块上设置有五个总USB接口，分别与第一相机模块和四个第二相机模块上的子USB接口连接。

作为一种具体的实施例，还包括有设置在壳体顶部的减震模块，所述减震模块包括有用于与飞行器连接的第一安装板，所述第一安装板和所述壳体之间通过减震机构连接。

进一步地，所述减震机构包括有上板、下板；所述上板与所述壳体顶部固定连接，所述下板与所述第一安装板固定连接，所述上板和所述下板之间设有减震器。

作为一种具体的实施例，所述壳体包括有上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体连接且二者之间形成所述安装腔室；所述上壳体的顶部设置有插针座和若干安装柱，所述安装柱与所述减震机构的上板连接；所述插针座与所述主控模板电性连接。

作为一种具体的实施例，所述主控模块包括有上盖、主控板和下盖；所述上盖、下盖固定连接形成一用于安装主控板的控制盒；所述主控板上设置有插针槽，所述插针槽与设置在上壳体上的插针座电性连接。

所述主控板上还设置有五个第一转向USB，所述第一转向USB包括有一输入接口和一输出接口；其中，所述输入接口与总USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第一相机模块和第二相机模块线路连接。

作为一种具体的实施例，所述第一相机模块和第二相机模块均包括有相机壳体和设置在相机壳体内的照相机；所述照相机上连接有第二转向USB，所述第二转向USB包括有一输入接口和一输出接口。

其中，所述输入接口与子USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第二转向USB的输出接口连接。

进一步地，所述相机壳体上设置有安装定位板；所述安装定位板对应的相机壳体内部形成一用于设置光电传感器的空腔。

作为一种具体的实施例，该航拍云台还包括有安装架和相机安装架；所述安装架的底端设置有安装座，所述安装座通过固定件与设置在下壳体内壁的安装柱固定连接，所述固定件为固定螺丝或固定螺钉。

所述安装架的顶端还设置有卡扣，所述卡扣与主控模块扣接，将主控模块固定在壳体内。

进一步地，所述相机安装架包括有第一支架和第二支架，所述第一支架与第二支架一体化成型；所述第一支架水平设置，第二支架倾斜设置；所述第二支架与所述第一支架形成30°—60°的夹角；所述第二相机模块与所述第二支架连接，倾斜设置在所述下壳体内。

进一步地，所述下盖的外侧还设置有控制面板，所述上壳体的侧壁上设置有窗口，所述上壳体活动设置有用于密封所述窗口的盖板，所述盖板为透明材质。

其中，所述窗口与所述盖板之间设置有用于锁紧所述盖板的锁紧件，所述盖板与所述上壳体接触的设置还有密封垫。

本发明具有的优点和有益效果是：

1、本发明通过使用减震模块，实现航拍云台稳定摄影，防止了航拍云台在摄影过程中因机体震动和空气乱流引起晃动。同时，通过使用减震模块可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低和补偿范围更大的特点

2、进一步，通过第一相机模块和四个第二相机模块的配合使用，可以使使航拍云台实现360°全方位摄影，使整个摄像效果更加清晰。有效避免了摄影死角、漏拍、少拍的情况。

3、进一步，通过主控模块插针槽和壳体上插针座的配合使用，有效地防止了因航拍云台震动从而导致传统接线不良，进而导致云台控制信号中断的问题出现。

4、进一步，通过对整个航拍云台使用模块化设计，使其整体结构紧凑、减少了大量不必要的空间，实现了航拍云台的小型化，同时，正因为模块设计，也大大减少了许多构件，使航拍云台实现了轻量化。此外，模块化设计拆装便捷，在维修时也大大提高了维修效率，节省了维修成本。本发明结构简单、外观人性化设计。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明的模块化航拍云台外部示意图。

图2是本发明的模块化航拍云台的剖面图。

图3是本发明的模块化航拍云台的爆炸图。

图4是本发明的模块化航拍云台仰视示意图。

图5是本发明的摄像平台的上壳体的结构示意图。

图6是本发明的摄像平台的下壳体的结构示意图。

图7是本发明的相机模块结构示意图。

图8是本发明的相机模块的爆炸图。

图9是本发明的主控模块的爆炸图。

图10是本发明A处局部放大图。

图11是本发明的安装架结构示意图。

图12是本发明的相机安装架结构示意图。

图13是本发明的第二相机模块与相机安装架装配示意图。

具体实施方式

请同时参阅1～3，其中，图1是本发明的模块化航拍云台的外部示意图，图2是本发明的模块化航拍云台的剖面图，图3是本发明的模块化航拍云台的爆炸图。

本发明一种模块化航拍云台0，包括有壳体1，其内部具有安装腔室101；所述安装腔室内101设置有五个相机模块2，其中所述五个相机模块2具体包括有一个第一相机模块21、四个第二相机模块22、23、24、25，主控模块3、相机安装架4和安装架5。各个模块之间通过简单的连接，即可快速安装定位，组装成本发明的模块化航拍云台。

如图3、4所示，所述第一相机模块21设置在壳体1的安装腔室101的中央，且第一相机模块21其视轴方向竖直向下，所述壳体1其对应于第一相机模块21的镜头的表面开设有视口121。

所述第二相机模块22、23、24、25通过相机安装架4分别设置在第一相机模块21的周边，且第二相机模块22、23、24、25其镜头的视轴方向向下，沿壳体的周向倾斜。所述壳体1其对应于第二相机模块22、23、24、25的镜头的表面对应地开设有视口122、123、124、125；其中，每相邻两个第二相机模块22、23、24、25的视轴方向形成夹角，优选地的所述夹角为90°。

将四个第二相机模块22、23、24、25依次设置在第一相机模块21的周边，每个相邻的第二相机模块之间形成90°夹角，则四个第二相机模块22、23、24、25环绕形成一个视角圈，使得本发明的航拍云台可以进行全方位视角摄像。

并且由于相机模块是固定角度设置，相比现有技术中使用驱动装置驱动相机旋转，不仅省去了驱动装置，减少了航拍云台的带载量，而且由于不采用驱动装置，使航拍云台本身的稳定性增强，避免了因驱动自身带来的航拍云台震动。

所述主控模块3通过安装架5固定在壳体1内，所述主控模块3与第一相机模块21和第二相机模块22、23、24、25电性联接。

如图3所示，为了防止航拍云台0在摄影过程中因机体震动和空气乱流引起晃动，从而影响摄影质量，进一步地，为了满足航拍云台的轻量化要求，本发明的航拍云台0还包括有设置在壳体1顶部的减震模块6，与现有技术中采用陀螺仪控制航拍云台稳定性不同，所述减震模块6抛弃了现有技术中的陀螺仪，所述减震模块6其包括有用于与飞行器连接的第一安装板61，所述第一安装板61和所述壳体1之间通过减震机构62连接。其中所述飞行器即为无人机，具体可以是遥感无人机等。

进一步地，为了克服传统航拍云台的稳定平台复杂机械结构的问题，所述减震机构62包括上下布置的上板621、下板622，所述上板621与所述壳体1顶部固定连接，所述下板622与所述第一安装板61固定连接，所述上板621和所述下板622之间设有减震器623。

所述壳体1包括有上壳体11和下壳体12，所述上壳体11和下壳体12二者连接且二者之间形成所述安装腔室101；所述上壳体11和下壳体12的连接处设置有密封槽。具体的，可理解为在上壳体11的连接边缘设置有密封槽，相对应的，在所述下壳体12的连接边缘设置有与密封槽匹配扣接的凸台，所述凸台优选地可以设置布满整个连接边缘，形成凸环。

优选地，所述密封槽也可以设置在下壳体12的连接边缘，相对应的，所述凸环设置在上壳体11的连接边缘上。

进一步地，为了保证航拍云台的防尘防水效果，在密封槽内设置有密封圈，在不影响理解的前提下，图中未示出密封槽、密封圈。

如图5、6所示，与现有技术的上、下壳体采用十字形隔板隔成相机容腔的技术方案不同，本发明直接去掉了十字形隔板，在下壳体中直接开始相应相机模块视口，以及在相应相机模块2设置位置设置安装柱126，即可完成相机模块2的定位安装，不仅节省了使用空间，也就是说，在容纳相同体积物体时，本发明的壳体1因为内部安装腔室空间更大，所以整体的体积更小，满足了航拍云台的小型化，同时，减少了隔板容腔，也减少了航拍云台的重量。

所述上壳体11顶部向外伸出有若干用于与所述上板621连接的安装柱111；所述上壳体11顶部还设置有与主控模块3电性联接的插针座112。

如图7、8所示，其中，在所述第一相机模块21和四个第二相机模块22、23、24、25上分别设置有且仅有唯一的子USB接口；所述主控模块3上设置有五个总USB接口，分别与第一相机模块和四个第二相机模块上的子USB接口连接。

其中，所述第一相机模块21和第二相机模块22、23、24、25均包括有相机壳体201、以及设置在相机壳体201内的照相机202。

所述照相机202上连接有第二转向USB2015，所述第二转向USB2015包括有一输入接口和一输出接口；

其中，所述输入接口与子USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第二转向USB2015的输出接口连接。

其中，所述第二转向USB2015上还连接有线路转向固定块2014，将连接线路固定，进一步防止了接线口处的线路连接松开，造成信号接触不良或中断的情况发生。

优选地，在所述相机壳体201上设置有安装定位板2011；所述安装定位板2011对应的相机壳体内部形成空腔，所述空腔用于设置光电传感器，所述光电传感器用于检测相机镜头在工作时有没有伸出，已确保相机模块2的工作正常运行。

进一步地，所述相机壳体201上还设置有固定块2012，所述固定块2012上设置有安装孔，其中，第一相机模块21通过安装孔与设置在下壳体12的内壁的安装柱126固定连接；第二相机模块22、23、24、25，通过安装孔与相机安装架4固定连接。

优选地，在固定块2012与相机壳体间还设置有减震板。如图所示，在相机壳体的顶部还设有卡线槽2013，用于安装数据连接线。

如图9所示，所述主控模块3包括上盖31、主控板32、下盖33。所述主控板32上开设有用于与上盖31、下盖32固定连接的安装定位孔321。通过所述安装定位孔，所述上盖31、主控板32、下盖33连接在一起。

所述主控板32上设置有插针槽322，用于与设置在上壳体上的插针座112连接；通过主控模块插针槽和壳体上插针座的配合使用，有效地防止了因航拍云台震动从而导致传统接线不良，进而导致云台控制信号中断的问题出现。

所述主控板32上还设置有五个总USB接口，每个总USB接口上连接有第一转向USB323(图中只画出了一个)，分别用于与第一相机模块21和第二相机模块22、23、24、25上的第二转向USB2012线路连接。

其中，所述第一转向USB323包括有一输入接口和一输出接口；所述输入接口与总USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第一相机模块21和第二相机模块22、23、24、25线路连接。

其中，所述第一转向USB323上也连接有线路转向固定块324，将连接线路固定，进一步防止了接线口处的线路连接松开，造成信号接触不良或中断的情况发生。

通过转向USB，改变了原先USB接口的接口方向，使各部件之间的结构更加紧凑，进一步地缩小了整个航拍云台的体积，满足了航拍云台小型化的需求。

如图10所示，所述下盖33的外侧还设置有控制面板34，所述上壳体11侧壁上还设置有窗口，所述上壳体11活动设置有用于密封所述窗口的盖板113，优选地，所述盖板为透明材质，透过盖板113可以清楚地看见控制面板34；所述窗口与所述盖板113之间设置有用于锁紧所述盖板113的锁紧件。为了防止灰尘进入窗口，进而弄脏控制面板34，进而影响航拍云台控制灵敏性，所述盖板113与所述上壳体11接触的面上设置有密封垫。

如图11所示，其中，所述安装架5的底端设置有安装座51，所述安装座51通过固定件与设置在下壳体12内壁的安装柱126固定连接，所述固定件优选固定螺丝；所述安装架5上还设置有卡线槽52；所述安装架5的顶端设置有卡扣53，所述安装架5通过卡扣53与主控模块3扣接，将主控模块3固定安装在上下壳体形成的安装空腔室101内。

如图12、13其中，所述相机安装架4包括有第一支架41和第二支架42，所述第一支架41与第二支架42一体化成型；所述第一支架41水平设置，其上开设有用于与设置在下壳体12内壁的安装柱126固定连接的安装孔411；所述第二支架42倾斜设置，其上开设有用于与设置在下壳体12内壁的安装柱126固定连接的安装孔421；所述第二支架42上还开设有用于与第二相机模块22、23、24、25固定连接的安装孔422；所述第一支架41与第二支架42之间形成一个夹角，所述夹角为30°—60°，优选地，该夹角为45°。

综上，本发明通过使用减震模块，实现航拍云台稳定摄影，防止了航拍云台在摄影过程中因机体震动和空气乱流引起晃动。同时，通过使用减震模块可以省去了复杂的机械结构平台，同时具有体积小、重量轻、成本低和补偿范围更大的特点

进一步，通过第一相机模块和四个第二相机模块的配合使用，可以使使航拍云台实现360°全方位摄影，使整个摄像效果更加清晰。有效避免了摄影死角、漏拍、少拍的情况。

进一步，通过对整个航拍云台使用模块化设计，使其整体结构紧凑、减少了大量不必要的空间，实现了航拍云台的小型化。同时，正因为模块设计，也大大减少了许多构件，使航拍云台实现了轻量化。此外，模块化设计拆装便捷，在维修时也大大提高了维修效率，节省了维修成本。本发明结构简单、外观人性化设计。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (10)

1.一种模块化航拍云台，其特征在于：

包括有壳体，其内部具有安装腔室；所述安装腔室内设置有一个第一相机模块、四个第二相机模块、主控模块；

所述第一相机模块设置在壳体的安装腔室的中央，且第一相机模块其视轴方向竖直向下，所述壳体其对应于第一相机模块的镜头的位置开设有视口；

所述四个第二相机模块分别倾斜地设置在第一相机模块的周边，其中，所述第二相机模块其镜头的视轴方向向下，且沿壳体的周向倾斜；所述壳体其对应于第二相机模块的镜头的表面开设有视口；所述第一相机模块和四个第二相机模块形成全方位拍摄视角；

所述第一相机模块和四个第二相机模块上分别设置有且仅有唯一的子USB接口；

所述主控模块上设置有五个总USB接口，分别与第一相机模块和四个第二相机模块上的子USB接口连接。

2.根据权利要求1所述模块化航拍云台，其特征在于：

还包括有设置在壳体顶部的减震模块，所述减震模块包括有用于与飞行器连接的第一安装板，所述第一安装板和所述壳体之间通过减震机构连接。

3.根据权利要求2所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述减震机构包括有上板、下板；所述上板与所述壳体顶部固定连接，所述下板与所述第一安装板固定连接，所述上板和所述下板之间设有减震器。

4.根据权利要求3所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述壳体包括有上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体连接且二者之间形成所述安装腔室；

所述上壳体的顶部设置有插针座和若干安装柱，所述安装柱与所述减震机构的上板连接；所述插针座与所述主控模板电性连接。

5.根据权利要求4所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述主控模块包括有上盖、主控板和下盖；所述上盖、下盖固定连接形成一用于安装主控板的控制盒；

所述主控板上设置有插针槽，所述插针槽与设置在上壳体上的插针座电性连接；

所述主控板上还设置有五个第一转向USB，所述第一转向USB包括有一输入接口和一输出接口；

其中，所述输入接口与总USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第一相机模块和第二相机模块线路连接。

6.根据权利要求5所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述第一相机模块和第二相机模块均包括有相机壳体和设置在相机壳体内的照相机；

所述照相机上连接有第二转向USB，所述第二转向USB包括有一输入接口和一输出接口；

其中，所述输入接口与子USB接口连接改变USB接口方向，所述输出接口与第二转向USB的输出接口连接。

7.根据权利要求6所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述相机壳体上设置有安装定位板；所述安装定位板对应的相机壳体内部形成一用于设置光电传感器的空腔。

8.根据权利要求7所述模块化航拍云台，其特征在于：

该航拍云台还包括有安装架和相机安装架；

所述安装架的底端设置有安装座，所述安装座通过固定件与设置在下壳体内壁的安装柱固定连接，所述固定件为固定螺丝或固定螺钉；

所述安装架的顶端还设置有卡扣，所述卡扣与主控模块扣接，将主控模块固定在壳体内。

9.根据权利要求8所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述相机安装架包括有第一支架和第二支架，所述第一支架与第二支架一体化成型；

所述第一支架水平设置，第二支架倾斜设置；所述第二支架与所述第一支架形成30°—60°的夹角；所述第二相机模块与所述第二支架连接，倾斜设置在所述下壳体内。

10.根据权利要求5所述模块化航拍云台，其特征在于：

所述下盖的外侧还设置有控制面板，所述上壳体的侧壁上设置有窗口，所述上壳体活动设置有用于密封所述窗口的盖板，所述盖板为透明材质；

其中，所述窗口与所述盖板之间设置有用于锁紧所述盖板的锁紧件，所述盖板与所述上壳体接触的设置还有密封垫。