CN105807783A - 飞行相机 - Google Patents

Abstract

一种飞行相机，包括：处理单元，用于根据所述相机的输入信号生成图像码流；飞行控制单元，用于根据所述飞行相机的飞行状态信息，计算所述飞行相机的飞行轨迹，生成飞行控制指令；驱动单元，用于根据所述飞行控制指令驱动所述飞行相机的飞行机构。通过所述飞行相机可以实现相机在任意角度以及任意位置拍摄。

Description

飞行相机

技术领域

本发明涉及一种拍摄装置，尤其涉及一种飞行相机。

背景技术

现有的相机基本是依赖用户手动按动机身上的按键实现拍照的，也有部分相机可以通过无线连接手机进行遥控拍照。但都无法使用户不依赖他人而实现任意角度的近距离自拍。

市场上也有部分四轴飞机带有航拍功能，但其存在以下问题：

(1)飞机体积较大，因此不适合在小空间的使用；

(2)飞机的螺旋桨体积较大且裸露，因此使用时具有一定危险性，安全性不佳；

(3)在独立的飞机上携带摄像模块，或者只是将摄像部件安装到飞机的机身中，实质上只是在飞机中搭载了摄像设备而已，拍照和飞行控制仍然是两条独立的通道，因此不具备悬空拍照以及受控移动的能力，不能实现任意角度和任意位置的拍照；

(4)由于其定位属于无人飞行器，因此航速较快，需要有专门的遥控设备进行遥控操作，如果没有遥控设备遥控，其不能实现自主启动飞行，并且如果超出控制范围会造成信号丢失。普通用户不易操控，难以根据需要实现任意角度或任意位置的拍照或摄像。

发明内容

本发明实施例解决的问题是如何实现相机的任意角度和任意位置拍摄。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种飞行相机，其中包括：处理单元，用于根据所述相机的输入信号生成图像码流；飞行控制单元，用于根据所述飞行相机的飞行状态信息，计算所述飞行相机的飞行轨迹，生成飞行控制指令；驱动单元，用于根据所述飞行控制指令驱动所述飞行相机的飞行机构。

可选的，所述飞行相机还包括加速度传感器；所述飞行状态信息包括由加速度传感器获取的所述飞行相机的加速度信息；所述飞行控制单元根据所述加速度信息，计算所述飞行相机受到的外力大小和方向，得到所述飞行相机的飞行轨迹，并生成飞行控制指令。

可选的，当所述外力大小大于预设值时，所述飞行控制单元计算所述飞行轨迹的最高点，并将所述飞行控制指令设置为飞行到所述飞行轨迹的最高点并保持。

可选的，所述飞行相机还包括陀螺仪传感器；所述飞行状态信息还包括由陀螺仪传感器获取的所述飞行相机的姿态信息；所述飞行控制单元根据所述姿态信息，生成飞行控制指令，调整所述飞行相机的飞行姿态。

可选的，所述处理单元，用于根据所述相机拍摄的人体照片进行识别，并在当所述人体照片人脸以下部分的像素发生变化时，通过比较多帧图像，判断人体的移动方向，并根据所述移动方向生成第一目标位置移动指令；所述飞行控制单元根据所述第一目标位置移动指令，生成飞行控制指令。

可选的，所述飞行相机还包括信号收发单元，用于接收移动控制指令；所述处理单元还用于根据所述移动控制指令，生成第二目标位置移动指令；所述飞行控制单元根据所述第二目标位置移动指令以及所述飞行状态信息，生成所述飞行控制指令。

可选的，所述飞行相机还包括气压传感器，用于获取所述飞行相机的高度；定位装置，用于获取所述飞行相机的经纬度；所述飞行状态信息包括由所述飞行相机的高度信息以及飞行相机的经纬度信息确定的飞行相机位置信息；所述处理单元通过对比所述第二目标位置移动指令以及所述飞行相机位置信息，生成所述飞行控制指令。

可选的，所述处理单元还用于根据所述相机的输入信号生成预览图像码流；所述信号收发单元还用于向终端控制设备发送所述预览图像码流。

可选的，所述飞行机构包括：相互连接的无刷电机和旋翼。

可选的，所述信号接收单元为WIFI信号接收单元。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例的一种飞行相机无需遥控装置便可以启动，实现自主飞行，并且在飞行过程中，通过飞行控制单元根据实时获取的飞行状态信息，可以自主对相机当前的飞行状态进行调整，从而实现相机定点定高的可控飞行，进而实现相机的任意角度的近距离拍摄。同时由于本发明实施例的飞行相机仅是一种带有飞行机构的相机，因此还具有安全性好、易操控以及易携带的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的一种飞行相机的结构示意图；

图2是本发明实施例的另一种飞行相机的结构示意图。

具体实施方式

现有的相机基本是依赖用户手动按动机身上的按键实现拍照的，也有部分相机可以通过无线连接手机遥控拍照，但现有的相机都无法使用户不依赖他人而实现任意角度的近距离拍摄。市场上也有部分四轴飞机带有航拍功能，但其存在以下问题：

(1)飞机体积较大，因此不适合在较小空间使用；

(2)飞机的螺旋桨体积较大且裸露，因此使用时具有一定危险性，安全性不佳；

(3)在独立的飞机上携带摄像模块，或者只是将摄像部件安装到飞机的机身中，实质上只是在飞机中搭载了摄像设备而已，拍照和飞行控制仍然是两条独立的通道，因此不具备悬空拍照以及受控移动的能力，不能实现任意角度和任意位置的拍照；

(4)由于其定位属于无人飞行器，因此航速较快，必须有专门的遥控设备进行遥控操作，如果没有遥控设备遥控，其不能实现自主启动飞行，并且如果超出控制范围会造成信号丢失。普通用户不易操控，难以根据需要实现任意角度或任意位置的拍照或摄像。

本发明实施例通过飞行控制单元根据实时获取的飞行状态信息，自主对飞行相机当前的飞行状态进行调整，从而实现相机定点定高的可控飞行，进而实现飞行相机的任意角度的近距离拍摄。同时由于本发明实施例的飞行相机仅是一种带有飞行机构的相机，因此还具有易操控、安全性好、易携带的优点。

为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供了一种飞行相机。如图1所示，所述飞行相机10可包括：处理单元101，飞行控制单元103以及驱动单元104。其中，

所述处理单元101，用于根据所述相机的输入信号生成图像码流。

在具体实施中，所述处理单元101可以是数字信号处理(DigitalSignalProcess，DSP)单元，用于将由相机获取的信号以数字方式表示并进行相应处理，如存储到所述飞行相机10的存储单元中。

在具体实施中，可以由所述处理单元101设置拍摄时间以及拍摄间隔时间，从而通过所述处理单元101对所述相机单元102的控制，实现定时拍摄或间隔拍摄功能。

所述相机单元102可以利用光学成像，在光圈和快门的控制下，通过光学镜头，完成对外部被摄物体的成像。

所述飞行控制单元103，用于根据所述飞行相机10的飞行状态信息，计算所述飞行相机10的飞行轨迹，生成飞行控制指令。

在具体实施中，所述飞行相机10还可以包括加速度传感器106。所述飞行状态信息包括由加速度传感器106获取的所述飞行相机10轴向的加速度信息。例如，所述加速度传感器106可以是一种三轴加速度传感器106。

通过所述加速度传感器106检测得到的加速度信息，可以计算所述飞行相机10受到的外力大小和方向，从而得到所述飞行相机10的飞行轨迹，并给出对应的飞行控制指令，控制所述飞行相机10的飞行相机10飞行到相应位置。

例如，当对飞行中的所述飞行相机10施加一外力时，比如推一下飞行相机10，则飞行相机10会根据轴向的加速度数据进行计算，判断外力的大小及方向，再将相应的计算结果反馈给所述飞行控制单元103，控制飞机向推力方向飞行一定距离。如果外力稍大，则所述飞行相机10会移动相对更远的距离。

在上述的具体实施中，当计算得到的外力大小大于预设值时，所述飞行控制单元103计算所述飞行轨迹的最高点，并将所述飞行控制指令设置为飞行到所述飞行轨迹的最高点并保持。

例如，当向空中抛出所述飞行相机10后，所述飞行相机10受到外力并产生对应的加速度。所述飞行相机10根据所述加速度信息计算出外力大小和方向，进而得到相应的飞行轨迹。当将所述外力和预设值进行比较，并判定所述外力大于预设值时，所述飞行相机10的飞行控制单元103调整对所述飞行机构105的输出量，使所述飞行相机10飞行到所述飞行轨迹的最高点后保持稳定，将飞机稳定在这个点。

在现有的无人飞行器中，需要专门的遥控设备才能对无人飞行器的飞行位置进行调整。而本具体实施中，不需要遥控器便可以自主飞行以及飞行位置的调整，并且通过区分外力的大小，可以判断用户对所述飞行相机10飞行位置的选择，并作出相应的飞行控制，从而更加方便用户在使用所述飞行相机10时对拍摄位置和角度的控制。

在具体实施中，所述飞行相机10还可以包括陀螺仪传感器107。所述飞行状态信息还包括由陀螺仪传感器107获取的所述飞行相机10的姿态信息。所述陀螺仪传感器107用于获取所述飞行相机10三维空间前后、左右以及上下的角速度。通过在预设时间段内对所述角速度做积分计算，就可以获取所述飞行相机10的当前姿态，从而可以进一步地通过所述飞行控制单元103计算对所述飞行机构105输出的控制量，

当所述飞行相机10接收到向某个方向飞行的外部指令，如上述具体实施中的外力，所述飞行控制单元103可以根据该外部指令去计算所述飞行相机10应以多大的倾角向预设方向飞行，从而使所述飞行相机10保持稳定的飞行姿态。

在上述的具体实施中，由于陀螺仪传感器107在积分过程中会产生误差累计，再加上白噪声、温度偏差等影响，会造成姿态计算的累计误差随着时间的增加而逐渐增加。因此为了减少所述累计误差，可以结合加速度传感器106所述获得的所述飞行相机10在轴向的加速度信息，在水平面对重力进行对比和补偿，从而综合获取某个瞬时所述飞行相机10的飞行姿态，并补偿所述陀螺仪传感器107计算得到的姿态信息。

在上述的具体实施中，由于加速度传感器106无法对所述飞行相机10在竖直轴向上的旋转作出补偿，因此可以通过电子罗盘测量出所述飞行相机10在水平面内地磁方向的偏差，并进行相应补偿，从而通过所述角速度传感器和所述电子罗盘使得所述陀螺仪传感器107更加稳定和可靠的工作。

所述驱动单元104，用于根据所述飞行控制指令驱动所述飞行相机10的飞行机构105。

在具体实施中，所述飞行机构105可以包括相互连接的无刷电机和旋翼。所述驱动单元104根据所述飞行控制指令，向所述无刷电机输出对应的控制电流，控制所述无刷电机自控式运行。所述无刷电机通过调节自身的转速，驱动所述旋翼旋转，从而使所述飞行相机10能够飞行至相应位置，实现任意位置或任意角度的拍摄。

上述实施例中的飞行相机10，可以自主实现在空中任意位置的悬浮拍摄，例如抛出后稳定在空中进行拍摄。而现有的带有航拍功能的无人飞行器需要专门的遥控设备，用于进行控制，并且如果所述无人飞行器的飞行距离超出遥控控制范围，会造成信号丢失，从而使所述无人飞行器下坠或返回预设地点。因此无法使其悬浮于空中任意位置实现空中拍摄。

在本发明实施例还公开了另一种飞行相机。与上述实施例的区别之处在于，所述处理单元101，还可用于根据所述相机拍摄的人体照片进行识别，并在当所述人体照片人脸以下部分的像素发生变化时，通过比较多帧图像，判断人体的移动方向，并根据所述移动方向生成第一目标位置移动指令；所述飞行控制单元根据所述第一目标位置移动指令，生成飞行控制指令。

所述处理单元101通过所述相机获取相应的图像信息，对比预存储的图像信息，可以识别出人脸，并将相机的摄像头锁定在人脸这个方向。在所述处理单元实时比较前后几十帧图像数据后，可以判断在人脸下方的像素是否有数据发生改变，并朝某个方向改变。当判断出朝某个方向移动后，所述处理单元101将输出指令，根据所述移动方向生成第一目标位置移动指令，使所述飞行控制单元103根据所述第一目标位置移动指令，并结合所述飞行相机当前的飞行状态信息，生成飞行控制指令，控制所述飞行相机朝某个方向飞行相应距离，再保持悬停。

在具体实施中，所述人脸以下部分可以是手、手指、拳头、手臂、双手、或多个手指，从而可以通过手势指令控制所述飞行相机的移动，实现对所述飞行相机的手势操作控制。

在具体实施中，还可以由所述处理单元101通过人脸识别方式，对获取的图像进行识别。当获取的图像与预设的人脸图像实现匹配时，所述飞行相机通过比较多帧图像判断人体的移动方向，并根据所述移动方向生成第一目标位置移动指令，从而可以实现跟踪拍摄。

本发明实施例还公开了另一种飞行相机。如图2所示，在图1所示实施例的基础上，本实施例的飞行相机20还可以包括：信号收发单元201，用于接收移动控制指令。

相应地，所述处理单元202还用于根据所述移动控制指令，生成第二目标位置移动指令。所述飞行控制单元204根据所述第二目标位置移动指令以及所述飞行状态信息，生成所述飞行控制指令。

所述移动控制指令由控制设备通过无线传输方式发送到所述信号收发单元201上。所述控制设备可以是专门的控制设备，也可以是手机或平板电脑等通用的智能终端，只需要设置有程序控制接口，即可实现对所述飞行相机20的遥控控制。

在具体实施中，所述信号收发单元201可以是WIFI信号接收单元。可以理解的是，还可以通过其他无线传输方式实现对所述飞行相机20的无线遥控控制，例如，可以是无线射频控制，红外控制等等，其均属于本发明的保护范围。

在具体实施中，所述飞行相机20还可以包括气压传感器209和定位装置210。所述气压传感器209用于获取所述飞行相机20的高度；定位装置210，用于获取所述飞行相机20的经纬度；所述飞行状态信息包括由所述飞行相机20的高度信息以及飞行相机20的经纬度信息确定的飞行相机20位置信息；所述处理单元202通过对比所述第二目标位置移动指令以及所述飞行相机20位置信息，生成所述飞行控制指令。

通过所述气压传感器209可以获取飞行相机20当前所处高度的气压值，从而得到所述飞行相机20当前的高度。因此结合所述定位置获取的飞行相机20经纬度信息以及所述气压传感器209获取的高度信息就可以确定所述飞行相机20的所处位置。当所述飞行相机20接收到到达指定目标位置的第二目标位置移动指令后，就可以根据所述指定目标位置以及当前所述位置，计算出相应的飞行轨迹，从而实现定点飞行。

此外，当所述飞行相机20产生水平漂移或者高度漂移时，所述飞行相机20还可以及时通过所述气压传感器209和所述定位装置210计算相应的漂移量，并通过驱动所述飞行机构206做补偿。

在具体实施中，所述定位装置210可以是GPS定位装置。

在具体实施中，所述处理单元202还可用于根据所述相机的输入信号生成预览图像码流。所述信号收发单元201还用于向终端控制设备发送所述预览图像码流。

为了实现图像数据信息在所述飞行相机20和控制终端之间的快速传递，以便于在控制终端实时预览所述飞行相机20的拍摄内容，所述预览图像码流与存储于所述飞行相机20存储单元上的图像码流相比，清晰度相对较低。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种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，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种飞行相机，其特征在于，包括：

处理单元，用于根据所述相机的输入信号生成图像码流；

飞行控制单元，用于根据所述飞行相机的飞行状态信息，计算所述飞行相机的飞行轨迹，生成飞行控制指令；

驱动单元，用于根据所述飞行控制指令驱动所述飞行相机的飞行机构。

2.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，还包括加速度传感器；所述飞行状态信息包括由加速度传感器获取的所述飞行相机的加速度信息；

所述飞行控制单元根据所述加速度信息，计算所述飞行相机受到的外力大小和方向，得到所述飞行相机的飞行轨迹，并生成飞行控制指令。

3.如权利要求2所述的飞行相机，其特征在于，当所述外力大小大于预设值时，所述飞行控制单元计算所述飞行轨迹的最高点，并将所述飞行控制指令设置为飞行到所述飞行轨迹的最高点并保持。

4.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，还包括陀螺仪传感器；所述飞行状态信息还包括由陀螺仪传感器获取的所述飞行相机的姿态信息；

所述飞行控制单元根据所述姿态信息，生成飞行控制指令，调整所述飞行相机的飞行姿态。

5.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，

所述处理单元，用于根据所述相机拍摄的人体照片进行识别，并在当所述人体照片人脸以下部分的像素发生变化时，通过比较多帧图像，判断人体的移动方向，并根据所述移动方向生成第一目标位置移动指令；

所述飞行控制单元根据所述第一目标位置移动指令，生成飞行控制指令。

6.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，还包括：信号收发单元，用于接收移动控制指令；

所述处理单元还用于根据所述移动控制指令，生成第二目标位置移动指令；

所述飞行控制单元根据所述第二目标位置移动指令以及所述飞行状态信息，生成所述飞行控制指令。

7.如权利要求6所述的飞行相机，其特征在于，还包括：

气压传感器，用于获取所述飞行相机的高度；

定位装置，用于获取所述飞行相机的经纬度；

所述飞行状态信息包括由所述飞行相机的高度信息以及飞行相机的经纬度信息确定的飞行相机位置信息；

所述处理单元通过对比所述第二目标位置移动指令以及所述飞行相机位置信息，生成所述飞行控制指令。

8.如权利要求6所述的飞行相机，其特征在于，

所述处理单元还用于根据所述相机的输入信号生成预览图像码流；

所述信号收发单元还用于向终端控制设备发送所述预览图像码流。

9.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，所述飞行机构包括：相互连接的无刷电机和旋翼。

10.如权利要求1所述的飞行相机，其特征在于，所述信号接收单元为WIFI信号接收单元。