CN107222678A

CN107222678A - 一种基于三轴云台稳定摄像装置系统

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Publication number: CN107222678A
Application number: CN201710410720.9A
Authority: CN
Inventors: 徐攀
Original assignee: Shenzhen Absolute Value Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Absolute Value Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2017-06-04
Filing date: 2017-06-04
Publication date: 2017-09-29
Also published as: WO2018223424A1

Abstract

一种基于三轴云台稳定摄像装置系统，包括传感器（300）、主机（100）、电机（200）和摄像装置（400），所述主机（100）包括电机控制模块（104），所述传感器（300）用于感知所述摄像装置（400）的位置并将所述摄像装置（400）的位置数据发送给所述主机（100），所述主机（100）根据接收到的摄像装置（400）位置数据与原设定数据作判断，若所述摄像装置（400）的位置数据偏离原设定数据，则所述电机控制模块（104）对所述电机（200）发出指令，所述电机（200）驱动所述摄像装置（400），使所述摄像装置（400）重新回到原设定位置。上述基于三轴云台稳定摄像装置系统通过传感器将摄像装置实时位置数据发送给所述主机，通过主机协调控制，可使摄像装置始终保持水平状态。

Description

一种基于三轴云台稳定摄像装置系统

技术领域

本发明涉及一种稳定摄像装置系统，尤其是一种基于三轴云台稳定摄像装置系统。

背景技术

现有的摄像装置在摄像过程中，摄像头经常会偏离水平状态，不能得到需要的摄像画面，尤其是摄像装置在运动过程中，摄像头不能始终保持对目标方向的拍摄。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种在运动过程中，摄像装置可以始终保持水平状态摄像的基于三轴云台稳定摄像装置系统。

为解决上述技术问题，提供一种基于三轴云台稳定摄像装置系统，包括传感器、主机、电机和摄像装置，所述主机包括电机控制模块，所述传感器用于感知所述摄像装置的位置并将所述摄像装置的位置数据发送给所述主机，所述主机根据接收到的摄像装置位置数据与原设定数据作判断，若所述摄像装置的位置数据偏离原设定数据，则所述电机控制模块对所述电机发出指令，所述电机驱动所述摄像装置，使所述摄像装置重新回到原设定位置。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述传感器设于所述摄像装置下方，所述传感器包括重力加速度计、三轴加速度计和指南针传感器，所述电机包括横滚驱动电机、俯仰驱动电机和方向驱动电机，所述重力加速度计控制所述俯仰驱动电机和所述横滚驱动电机对所述摄像装置分别作水平和竖直位置调整，所述三轴加速度计分别控制所述横滚驱动电机、所述俯仰驱动电机和所述方向驱动电机的驱动加速度，所述指南针传感器控制所述方向驱动电机对所述摄像装置作方位位置调整。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述电机内安装有磁编码码盘和/或光电码盘，所述磁编码码盘和所述光电码盘用于精确输出所述电机运动的位置及幅度。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述主机包括相互电性连接的中央数据处理模块、图像处理模块和显示模块，所述中央数据处理模块用于控制所述电机控制模块从而控制所述电机的驱动，所述图像处理模块用于处理摄像装置采集的图像信息，所述显示模块用于显示经图像处理模块处理后的图像信息。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述中央数据处理模块还电性连接有电源模块、WIFI收发模块、存储模块和数据输入/输出模块，所述电源模块用于给所述摄像装置提供电源，所述存储模块用于存储所述图像处理模块处理后的图像信息，所述WIFI收发模块将所述图像处理模块处理后的图像信息发送至互联网，所述数据输入/输出模块用于连接外部设备，通过所述外部设备直接控制调整所述摄像装置的位置。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述中央数据处理模块还电性连接有红外线模块，所述红外线模块外接有微型红外线发射接收头，所述微型红外线接收头用于学习不同设备的红外线命令，所述微型红外线接收头用于发射用户通过学习得来的相应控制命令。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，还包括具容纳腔体且两端相通的壳体，所述主机设于所述壳体内，所述主机一端与所述壳体的一端端口密封设置，另一端与所述摄像装置连接，在所述壳体外表面设有控制面板和显示屏，所述控制面板与所述中央数据处理模块电性连接，所述显示屏与所述显示模块电性连接。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述摄像装置包括盒体和固定安装于所述盒体内的摄像头，所述横滚驱动电机、所述俯仰驱动电机和所述方向驱动电机分别与所述盒体连接并驱动所述盒体移动从而带动所述摄像头移动。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述摄像装置与所述主机之间设有与所述壳体两端端口外形相对应的连接件，所述连接件固定于所述壳体的端口上，在所述连接件中央设有一通孔。

在上述本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，所述电机还包括第一连接片和第二连接片，所述方向驱动电机穿过所述通孔与所述主机连接，所述第一连接片一端与所述方向驱动电机连接，另一端与所述俯仰驱动电机连接，所述横滚驱动电机一端通过所述第二连接片与所述俯仰驱动电机连接，另一端与所述盒体固定连接。

上述基于三轴云台稳定摄像装置系统，通过重力加速度计、三轴加速度计和指南针模块感知摄像装置的位置，并将位置信息发送至主机的中央数据处理模块，通过中央数据处理模块对电机控制模块发送指令，使滚驱动电机、俯仰驱动电机和方向驱动电机对摄像装置进行具体位置调整，使摄像装置可以始终保持水平状态对目标进行摄像，获得需要的视频画面。本发明主机中还包括存储模块、数字图像传输模块、红外线模块和显示模块，通过存储模块和显示模块，摄像装置可将采集的数据传输至存储模块中存储起来，当用户需要查阅视频数据时，则通过显示模块将其显示出来；中央数据处理模块还连接有红外线模块，该红外线模块外接有微型红外线发射接收头，该微型红外线接收头用于学习不同设备的红外线命令，该发射头用于发射用户通过学习得来的相应控制命令；本发明电机中还包括包含有磁编码码盘和/或光电码盘，通过磁编码码盘或者光电码盘可精确输出电机运动的位置及幅度，使得该三轴控制电机能精确地控制电机运动，增强整个摄像装置的稳像功能。

附图说明

图1是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统结构方框总图。

图2是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统结构方框细节图。

图3是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统总体结构图。

图4是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统另一视角总体结构图。

图5是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中不包括壳体的结构图。

图6是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中连接件、电机及摄像装置结构图。

图7是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统连接件与电机、摄像装置分开状态结构图。

图8是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中电机与摄像装置结构图。

图9是本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中壳体结构图。

图中统一标示符如下：

100、主机；102、中央数据处理模块； 104、电机控制模块；106、图像处理模块；108、存储模块；110、显示模块；114、WIFI收发模块；116、电源模块；118、红外线模块；120、数据输入/输出模块；

200、电机 210、滚驱动电机；220、俯仰驱动电机；230、方向驱动电机；240、第一连接片；260、第二连接片；

300、传感器；320、重力加速度计；340、三轴加速度计；360、指南针传感器；

400、摄像装置；420、盒体；440、摄像头；

520、磁编码码盘；540、光电码盘；

600、壳体；610、控制面板；620、显示屏；630、端口；

700、连接件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1，本发明实施例的一种基于三轴云台稳定摄像装置系统，包括传感器300、主机100、电机200和摄像装置400，主机100包括电机控制模块104，传感器300用于感知摄像装置400的位置并将摄像装置400的位置数据发送给主机100，主机100根据接收到的摄像装置400位置数据与原设定数据作判断，若摄像装置400的位置数据偏离原设定数据，则电机控制模块104对电机200发出指令，电机200驱动摄像装置400，使摄像装置400重新回到原设定位置，基于三轴云台稳定摄像装置系统，通过传感器感300知摄像装置400的位置，并将位置信息发送至主机100，主机100对电机控制模块104发送指令，使电机200对摄像装置400进行具体位置调整，使摄像装置400可以始终保持水平状态对目标进行摄像，获得需要的视频画面。

如图2所示，传感器300固定于摄像装置300上且设于摄像装置300下方，传感器包括重力加速度计320、三轴加速度计340和指南针传感器360，电机200包括横滚驱动电机210、俯仰驱动电机220和方向驱动电机230，重力加速度计320控制俯仰驱动电机220和横滚驱动电机210对摄像装置400分别作水平和竖直位置调整，三轴加速度计340分别控制横滚驱动电机210、俯仰驱动电机220和方向驱动电机230的驱动加速度，使横滚驱动电机210、俯仰驱动电机220和方向驱动电机230以在控制速度内进行运转，并且在控制时间内使摄像装置400回复到原设定位置，指南针传感器360控制方向驱动电机230对所述摄像装置400作方位位置调整，本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统，通过重力加速度计320、三轴加速度计340和指南针模块360感知摄像装置400的位置，并将位置信息发送至主机100，主机100对电机控制模块104发送指令，使滚驱动电机210、俯仰驱动电机220和方向驱动电机230对摄像装置400进行具体位置调整，使摄像装置400可以始终保持水平状态对目标进行摄像，获得需要的视频画面。

在本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，电机200内安装有磁编码码盘520和/或光电码盘540，磁编码码盘520和光电码盘540用于精确输出电机200运动的位置及幅度，磁编码码盘520和/或光电码盘540可将摄像装置400的位置数据给电机控制模块104，使得电机控制模块104能更加精确地稳定地控制电机200转动，使摄像装置400获得的影像更加稳定。

如图2所示，主机100包括相互电性连接的中央数据处理模块102、图像处理模块106和显示模块110，中央数据处理模块102用于控制电机控制模块104从而控制电机200的驱动，图像处理模块106用于处理摄像装置400采集的图像信息，显示模块110用于显示经图像处理模块106处理后的图像信息，本发明中，电机控制模块104可通过滚驱动电机210和俯仰驱动电机220对摄像装置400在水平和垂直两个方向分别完成0度，60度，120度，180度，多个角度拍摄的照片数据，传输至至中央数据处理模块102，由中央数据处理模块102传输至图像处理模块106，最后通过中央数据处理模块106合成一张210度的全景照片，通过存储模块108和显示模块110，摄像装置可将采集的数据传输至存储模块中存储起来，当用户需要查阅视频数据时，则通过显示模块将其显示出来。

如图2所示，中央数据处理模块102还电性连接有电源模块116、WIFI收发模块114、存储模块108和数据输入/输出模块，电源模块116用于给摄像装置400提供电源，存储模块108用于存储图像处理模块106处理后的图像信息，WIFI收发模块114将图像处理模块106处理后的图像信息发送至互联网，数据输入/输出模块120用于连接外部设备，通过外部设备直接控制调整摄像装置400的位置。如图3所示，在壳体600的底部还设有外接数据接口660，外接数据接口660能接收PPM、PWM和SBUS的控制信号，该控制信号能通过电机控制模块来控制摄像装置400的指向方向，并使摄像装置400始终保持该指向方向。外接数据接口660还能接收来自手机APP的WIFI控制信号，通过WIFI收发模块114，在手机APP软件的界面有虚拟的操作杆，操作杆的动作转化为WIFI信号传输至电机控制模块104来控制摄像装置400指向方向，并自动保持该指向方向，在壳体600的底部还设有喇叭650，通过喇叭650可输出摄像的音频；在壳体600的底部还设有外部支架接口640，通过外部支架接口640可将整个摄像装置400系统固定在一定水平位置。

如图2所示，中央数据处理模块102还电性连接有红外线模块118，红外线模块118外接有微型红外线发射接收头，微型红外线接收头用于学习不同设备的红外线命令，微型红外线接收头用于发射用户通过学习得来的相应控制命令。

如图3至图9所示，在本发明基于三轴云台稳定摄像装置系统中，还包括具容纳腔体且两端相通的壳体600，主机100设于壳体600内，主机100一端与壳体600的一端端口密封设置，另一端与摄像装置400连接，在壳体600外表面设有控制面板610和显示屏620，控制面板610与中央数据处理模块102电性连接，显示屏620与显示模块110电性连接。

如图5至图8所示，摄像装置400包括盒体420和固定安装于盒体420内的摄像头440，横滚驱动电机210、俯仰驱动电机220和方向驱动电机230分别与盒体420连接并驱动盒体420移动从而带动摄像头440移动。

如图6、图7和图9所示，摄像装置400与主机100之间设有与壳体600两端端口外形相对应的连接件700，连接件700固定于壳体600的端口630上，在连接件700中央设有一通孔620。

如图6和图7所示，电机200还包括第一连接片240和第二连接片260，方向驱动电机230穿过通孔620与主机100连接，第一连接片240一端与方向驱动电机230连接，另一端与俯仰驱动电机220连接，横滚驱动电机210一端通过第二连接片260与俯仰驱动电机220连接，另一端与盒体420固定连接。

上述基于三轴云台稳定摄像装置系统，通过重力加速度计、三轴加速度计和指南针模块感知摄像装置的位置，并将位置信息发送至主机的中央数据处理模块，通过中央数据处理模块对电机控制模块发送指令，使滚驱动电机、俯仰驱动电机和方向驱动电机对摄像装置进行具体位置调整，使摄像装置可以始终保持水平状态对目标进行摄像，获得需要的视频画面。本发明装置中，还包括有光学变焦装置，能稳定放大到30倍图像而不抖动；视频储存模块能通过HDMI或者AV-OUT接口连接外部视频播放设备；数字图像传输模块能通过2.4G或者5.8G信号输出实时图像数据给手机或者独立视频接收机。使得远处的人员能观看到摄像头所在位置的实时数据。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：包括传感器（300）、主机（100）、电机（200）和摄像装置（400），所述主机（100）包括电机控制模块（104），所述传感器（300）用于感知所述摄像装置（400）的位置并将所述摄像装置（400）的位置数据发送给所述主机（100），所述主机（100）根据接收到的摄像装置（400）位置数据与原设定数据作判断，若所述摄像装置（400）的位置数据偏离原设定数据，则所述电机控制模块（104）对所述电机（200）发出指令，所述电机（200）驱动所述摄像装置（400），使所述摄像装置（400）重新回到原设定位置。

2.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述传感器设于所述摄像装置（300）下方，所述传感器包括重力加速度计（320）、三轴加速度计（340）和指南针传感器（360），所述电机（200）包括横滚驱动电机（210）、俯仰驱动电机（220）和方向驱动电机（230），所述重力加速度计（320）控制所述俯仰驱动电机（220）和所述横滚驱动电机（210）对所述摄像装置（400）分别作水平和竖直位置调整，所述三轴加速度计（340）分别控制所述横滚驱动电机（210）、所述俯仰驱动电机（220）和所述方向驱动电机（230）的驱动加速度，所述指南针传感器（360）控制所述方向驱动电机（230）对所述摄像装置（400）作方位位置调整。

3.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述电机（200）内安装有磁编码码盘（520）和/或光电码盘（540），所述磁编码码盘（520）和所述光电码盘（540）用于精确输出所述电机（200）运动的位置及幅度。

4.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述主机（100）包括相互电性连接的中央数据处理模块（102）、图像处理模块（106）和显示模块（110），所述中央数据处理模块（102）用于控制所述电机控制模块（104）从而控制所述电机（200）的驱动，所述图像处理模块（106）用于处理摄像装置（400）采集的图像信息，所述显示模块（110）用于显示经图像处理模块（106）处理后的图像信息。

5.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述中央数据处理模块（102）还电性连接有电源模块（116）、WIFI收发模块（114）、存储模块（108）和数据输入/输出模块，所述电源模块（116）用于给所述摄像装置（400）提供电源，所述存储模块（108）用于存储所述图像处理模块（106）处理后的图像信息，所述WIFI收发模块（114）将所述图像处理模块（106）处理后的图像信息发送至互联网，所述数据输入/输出模块（120）用于连接外部设备，通过所述外部设备直接控制调整所述摄像装置（400）的位置。

6.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述中央数据处理模块（102）还电性连接有红外线模块（118），所述红外线模块（118）外接有微型红外线发射接收头，所述微型红外线接收头用于学习不同设备的红外线命令，所述微型红外线接收头用于发射用户通过学习得来的相应控制命令。

7.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：还包括具容纳腔体且两端相通的壳体（600），所述主机（100）设于所述壳体（600）内，所述主机（100）一端与所述壳体（600）的一端端口密封设置，另一端与所述摄像装置（400）连接，在所述壳体（600）外表面设有控制面板（610）和显示屏（620），所述控制面板（610）与所述中央数据处理模块（102）电性连接，所述显示屏（620）与所述显示模块（110）电性连接。

8.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述摄像装置（400）包括盒体（420）和固定安装于所述盒体（420）内的摄像头（440），所述横滚驱动电机（210）、所述俯仰驱动电机（220）和所述方向驱动电机（230）分别与所述盒体（420）连接并驱动所述盒体（420）移动从而带动所述摄像头（440）移动。

9.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述摄像装置（400）与所述主机（100）之间设有与所述壳体（600）两端端口外形相对应的连接件（700），所述连接件（700）固定于所述壳体（600）的端口（630）上，在所述连接件（700）中央设有一通孔（620）。

10.如权利要求1所述的基于三轴云台稳定摄像装置系统，其特征在于：所述电机（200）还包括第一连接片（240）和第二连接片（260），所述方向驱动电机（230）穿过所述通孔（620）与所述主机（100）连接，所述第一连接片（240）一端与所述方向驱动电机（230）连接，另一端与所述俯仰驱动电机（220）连接，所述横滚驱动电机（210）一端通过所述第二连接片（260）与所述俯仰驱动电机（220）连接，另一端与所述盒体（420）固定连接。