CN106989251A - 一种高性能的智能拍摄云台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能的智能拍摄云台，机座上通过转向球安装云台机盒，云台机盒上部通过电机、三轴支架连接机夹，机夹通过连接线连接云台机盒；云台机盒上设置微处理器和与微处理器电连接的三轴微陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器、红外图像接收装置、红外信号接收装置、电池装置、电机，红外图像接收装置输入端与红外线发射装置连接，三轴微陀螺仪、三轴加速度计均与电机电连接；红外遥控器包括依次电连接的按键、信息处理模块、红外信号发射装置，红外信号发射装置与云台机盒的红外信号接收装置无线连接。本发明基于三轴微陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器，以及红外识别追踪技术，能自动追踪拍摄物体，性能优异，功能多样。

Description

一种高性能的智能拍摄云台
技术领域
本发明涉及云台技术领域，尤其涉及一种高性能的智能拍摄云台。
背景技术
目前的手机拍摄云台，有使用三轴微陀螺仪的，但只是起到手持稳定器的防抖功能，以拍摄流畅画面，提高视频质量。使用手机自带的人脸识别技术来实现人脸跟踪功能，相机正对人脸时可以跟随人脸移动，但对于运动中人体时，手机无法瞬时捕捉到人脸，也就无法对准拍摄主体，因此人脸识别不能全程对焦人脸实现跟踪，且对焦容易模糊。红外对焦技术单反相机有使用，但没有自动追踪拍摄物体功能。红外摄像头有使用红外图像捕捉技术，但没有使用三轴微陀螺仪、三轴加速度计，形成闭环的反馈控制系统，实现精准检测和实时控制。现有的拍摄云台，多通过三脚架支承，但容易支承不稳，碰撞容易摔倒。或通过手柄手持，但无法释放双手。
另外，拍摄云台的拍摄手柄通过无级摇杆控制三轴微陀螺仪，灵敏度不高，换向不稳定，容易导致传送方向不符，不能随心所欲跟踪被拍摄物体。且摇杆的按压需要一定力度，而长时间按压，单点受力的手指感觉不舒服，越发导致操控不稳，换向不准。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能的智能拍摄云台，基于三轴微陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器，以及红外识别追踪技术，能自动追踪拍摄物体，满足手机或微单这一民用级别的要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：包括机夹、连接线、三轴支架一、三轴支架二、第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机、云台机盒、控制手柄、红外遥控器、转向球、机座，所述机座上通过转向球安装云台机盒，所述云台机盒上部通过第一无刷电机连接三轴支架一的一端，所述三轴支架一另一端通过第二无刷电机连接三轴支架二的一端，所述三轴支架二另一端通过第三无刷电机连接机夹，所述机夹通过连接线连接云台机盒；所述云台机盒上设置微处理器和与微处理器电连接的三轴微陀螺仪、三轴加速度计、压力传感器、红外图像接收装置、红外信号接收装置、电池装置，所述微处理器还与第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机电连接，所述红外图像接收装置输入端与红外线发射装置连接，所述三轴微陀螺仪、三轴加速度计均与第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机电连接；所述红外遥控器包括依次电连接的按键、信息处理模块、红外信号发射装置，所述红外信号发射装置与云台机盒的红外信号接收装置无线连接。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述红外遥控器上还设置磁吸材料、电池，所述红外遥控器的按键包括开关键、拍摄键、水平轴方向键、俯仰轴方向键、切换键。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述机夹采用铝合金材料制成，机夹两端设置夹持弹簧。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述三轴支架一、三轴支架二采用铝合金材料制成，且三轴支架一、三轴支架二为L形。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述三轴支架一、三轴支架二、第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机均设置用于通过连接线的中空结构。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述云台机盒通过压力传感器与控制手柄连接。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述机座底部设置有纳米吸附材料。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述连接线为USB连接线。
上述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述微处理器与手机或者微单连接。
本发明的有益效果是：
1、本发明基于红外识别追踪技术实现自动追踪拍摄，控制云台拍摄方向的三轴的运动信号，回输给三轴微陀螺仪、三轴加速度计，感测三轴运动的角度和加速度，反馈给微处理器再次修正和输出，形成闭环的反馈控制系统，实现拍摄云台角度和速度等拍摄姿态的精准检测和实时控制。
2、本发明通过红外线遥控器发送的控制信号，经微处理器控制三轴支架的转动，以控制云台机夹向任意方向的转动，实现遥控追踪拍摄模式。
3、本发明通过刚性连接于云台和手柄的半导体压力传感器，取代无级摇杆，经微处理器控制三轴支架的转动，以控制云台机夹向任意方向的转动，实现手动追踪拍摄模式。
4、本发明采用可转向的机座，底部装有纳米吸附材料，可粘附于任何平面，包括台面、墙面等，满足在任何场景任何角度的随动拍摄。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的拍摄云台结构示意图。
图2是本发明的拍摄云台的云台机盒结构示意图。
图3是本发明的拍摄云台的红外遥控器结构示意图。
图4是本发明的控制系统原理框图。
具体实施方式
如图1、2、4所示，一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：包括机夹1、连接线2、三轴支架一31、三轴支架二32、第一无刷电机41、第二无刷电机42、第三无刷电机43、云台机盒5、控制手柄6、红外遥控器7、转向球8、机座9，所述机座9上通过转向球8安装云台机盒5，所述云台机盒5上部通过第一无刷电机41连接三轴支架一31的一端，所述三轴支架一31另一端通过第二无刷电机42连接三轴支架二32的一端，所述三轴支架二32另一端通过第三无刷电机43连接机夹1，所述机夹1通过连接线2连接云台机盒5；所述云台机盒5上设置微处理器53和与微处理器53电连接的三轴微陀螺仪55、三轴加速度计56、压力传感器58、红外图像接收装置52、红外信号接收装置57、电池装置54，所述微处理器53还与第一无刷电机41、第二无刷电机42、第三无刷电机43电连接，所述红外图像接收装置52输入端与红外线发射装置51连接，所述三轴微陀螺仪55、三轴加速度计56均与第一无刷电机41、第二无刷电机42、第三无刷电机43电连接；所述红外遥控器7包括依次电连接的按键、信息处理模块72、红外信号发射装置71，所述红外信号发射装置71与云台机盒5的红外信号接收装置57无线连接。
如图3所示，本实施例中，所述红外遥控器7上还设置磁吸材料78、电池79，所述红外遥控器7的按键包括开关键73、拍摄键74、水平轴方向键75、俯仰轴方向键76、切换键77。开关键启动和关闭云台；拍摄键控制手机或微单拍摄启动和停止的切换；方向键控制三轴支架水平、俯仰方向的调整，以遥控方式调整拍摄目标；切换键控制拍照和录像的切换。按键信号经红外信号发射，再经云台机盒的红外信号接收，经微处理器，通过USB线实现与手机或微单的信号传输，进行拍摄的操作；同时控制三轴支架水平、俯仰方向的调整。遥控器内装磁吸材料，可以吸附在手柄或三脚架上，防止丢失。
本实施例中，所述机夹1采用铝合金材料制成，机夹1两端设置夹持弹簧，适合夹持手机或者微单。
本实施例中，所述三轴支架一31、三轴支架二32采用铝合金材料制成，且三轴支架一31、三轴支架二32为L形。
本实施例中，所述三轴支架一31、三轴支架二32、第一无刷电机41、第二无刷电机42、第三无刷电机43均设置用于通过连接线2的中空结构。第一无刷电机41、第二无刷电机42、第三无刷电机43控制着与三轴支架一31、三轴支架二32连接的俯仰轴、横滚轴、水平轴，如俯仰轴、横滚轴的电机线可以穿过水平轴电机的空心轴。电机里装导电滑环，则电机可以随意360°旋转，轻松对准拍摄主体，完成空间移动拍摄。
本实施例中，所述云台机盒5通过压力传感器与控制手柄6连接。握紧控制手柄向上下、左右方向的摇动，压力传感器能感应到力的变化并精准传导，向微处理器提交感知信号。经微处理器计算，转变成电信号，输出给水平、俯仰方向的电机，以控制云台支架水平和俯仰方向的转动。此模式下系统锁定横滚方向的电机。其优点是转向准确、平稳、柔和，符合人体感应习惯。
本实施例中，所述机座9底部设置有纳米吸附材料。可支承于平台，也可吸附于任何平面，包括墙面等，满足在任何场景任何角度的随动拍摄。
本实施例中，所述连接线2为USB连接线，连接云台机盒和机夹，传输云台信号到拍摄手机或微单。云台机盒设置USB接口，通过USB线实现与手机或微单的信号传输，包括拍摄启动停止的切换、拍照录像的切换，以及对云台机盒电池组的充电。
本实施例中，所述微处理器与手机或者微单连接，微处理器通过USB线实现与手机或微单的信号传输，进行拍摄的操作。
本发明的工作原理如下：
首先，基于红外识别追踪技术实现自动追踪拍摄，红外线发射装置检测到拍摄物体的动态信号，传输给红外图像接收装置，再传输给微处理器，通过红外图像处理技术，计算加速度和角度的变化等，转换成电信号，输出给三轴支架的水平、俯仰、横滚三个方向的第一无刷电机、第二无刷电机、第三无刷电机，驱动云台的机夹向拍摄物体方向转动。同时三轴的动作信号回输给三轴微陀螺仪、三轴加速度计，再反馈给微处理器和微控制器，形成闭环的反馈控制系统，实现拍摄云台角度和加速度等拍摄姿态的精准检测和实时控制，实现自动追踪拍摄。
其次，通过红外线遥控器发送的控制信号，经微处理器控制三轴支架的转动，以控制云台机夹向任意方向的转动，实现遥控追踪拍摄模式。红外遥控器的开关键、拍摄键(启动停止)、水平轴方向键、俯仰轴方向键、切换键(拍照录像切换)的信号经信息处理模块，再经红外信号发射到云台机盒的红外信号接收装置，传输给微处理器，通过USB线实现与手机或微单的信号传输，进行拍摄的操作，同时水平、俯仰方向的电机，可以大角度改变拍摄方向，以改变拍摄主体。主体改变后，可继续执行自动追踪拍摄。
再次，通过刚性连接于云台和手柄的半导体压力传感器，取代无级摇杆，经微处理器控制三轴支架的转动，以控制云台机夹向任意方向的转动，实现手动追踪拍摄模式。握紧手柄向上下、左右方向的摇动，压力传感器能感应到力的变化并精准传导，向微处理器提交感知信号。经微处理器计算，转变成电信号，输出给水平、俯仰方向的电机，以控制云台支架水平和俯仰方向的转动，实现手动追踪拍摄。
拍摄时，将底部装有纳米吸附材料的机座，吸附于任何平面，包括台面、墙面等；通过转向球调整云台机盒的角度；手机或微单通过机夹固定，并设置开机状态；将USB线连接云台机盒和手机或微单。使用红外遥控器启动云台，使用遥控器上的功能按键进行拍摄操作。
本设计的拍摄云台，可实现全自动追踪拍摄，在任何场景任何角度的随动拍摄；支持拍摄物体运动时以全景方式拍摄，物体停下来时以特写方式拍摄；支持捕捉单个或多个物体拍摄；支持远程控制拍摄，支持延时拍摄；支持在任何平面，包括台面、墙面等支承。解决手机人脸识别无法瞬时捕捉到人脸的问题，解决普通红外摄像头控制不够精准的问题，满足手机或微单这一民用级别的自动追踪拍摄。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：包括机夹(1)、连接线(2)、三轴支架一(31)、三轴支架二(32)、第一无刷电机(41)、第二无刷电机(42)、第三无刷电机(43)、云台机盒(5)、控制手柄(6)、红外遥控器(7)、转向球(8)、机座(9)，所述机座(9)上通过转向球(8)安装云台机盒(5)，所述云台机盒(5)上部通过第一无刷电机(41)连接三轴支架一(31)的一端，所述三轴支架一(31)另一端通过第二无刷电机(42)连接三轴支架二(32)的一端，所述三轴支架二(32)另一端通过第三无刷电机(43)连接机夹(1)，所述机夹(1)通过连接线(2)连接云台机盒(5)；所述云台机盒(5)上设置微处理器(53)和与微处理器(53)电连接的三轴微陀螺仪(55)、三轴加速度计(56)、压力传感器(58)、红外图像接收装置(52)、红外信号接收装置(57)、电池装置(54)，所述微处理器(53)还与第一无刷电机(41)、第二无刷电机(42)、第三无刷电机(43)电连接，所述红外图像接收装置(52)输入端与红外线发射装置(51)连接，所述三轴微陀螺仪(55)、三轴加速度计(56)均与第一无刷电机(41)、第二无刷电机(42)、第三无刷电机(43)电连接；所述红外遥控器(7)包括依次电连接的按键、信息处理模块(72)、红外信号发射装置(71)，所述红外信号发射装置(71)与云台机盒(5)的红外信号接收装置(57)无线连接。
2.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述红外遥控器(7)上还设置磁吸材料(78)、电池(79)，所述红外遥控器(7)的按键包括开关键(73)、拍摄键(74)、水平轴方向键(75)、俯仰轴方向键(76)、切换键(77)。
3.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述机夹(1)采用铝合金材料制成，机夹(1)两端设置夹持弹簧。
4.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述三轴支架一(31)、三轴支架二(32)采用铝合金材料制成，且三轴支架一(31)、三轴支架二(32)为L形。
5.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述三轴支架一(31)、三轴支架二(32)、第一无刷电机(41)、第二无刷电机(42)、第三无刷电机(43)均设置用于通过连接线(2)的中空结构。
6.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述云台机盒(5)通过压力传感器与控制手柄(6)连接。
7.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述机座(9)底部设置有纳米吸附材料。
8.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述连接线(2)为USB连接线。
9.如权利要求1所述的一种高性能的智能拍摄云台，其特征在于：所述微处理器与手机或者微单连接。
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