CN107226214B - 一种无人机上全景相机安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机上全景相机安装结构，属于无人机摄像技术领域，用以解决无人机本体对全景相机上方的局部的拍摄区域造成遮挡的问题。所述安装结构，包括无人机本体和全景相机，在无人机本体下部的两侧分别设置有悬架，所述悬架的一端与无人机本体枢接；还包括伸缩杆件，并且在全景相机的两侧分别设置有至少一根伸缩杆件，所述伸缩杆件的一端与全景相机铰接，伸缩杆件的另一端与对应侧悬架的中部位置固定连接。本发明通过设置相应的伸缩杆件，可实现对全景相机位置的调整，进而可使全景相机在工作状态时离无人机本体较远，以降低无人机本体对全景相机上方拍摄区域的遮挡范围；而在非工作状态时，可将全景相机收回。

Description

一种无人机上全景相机安装结构

技术领域

本发明涉及无人机摄像技术领域，尤其涉及一种无人机上全景相机安装结构。

背景技术

无人机影像采集是近年来兴起的一门新技术，利用无人机悬挂相机可以获得空中影像，由于拍摄的位置在空中可以自由变化，能够从不同的角度看到地面上的人物与景物，无人机影像采集技术在最近几年发展迅猛。

全景视频是在720度或者360度全景的技术之上发展延伸而来。它将静态的全景图片转化为动态的视频图像，全景视频可以在拍摄角度左右上下360度的任意观看动态视频，让观测者有一种真正意义上身临其境的感觉，而它将不受时间、空间和地域的限制。

利用无人机技术采集全景视频是一种全新的技术手段，通过用无人机搭载全景相机，能够获得空中的全景视频，效果真实且震撼。

目前的无人机全景视频采集技术发展还不够成熟，主要的实现手段是通过无人机搭载全景相机来实现。全景相机的工作原理是通过在大致呈球形的面上布置很多个镜头，如可设置有2个、6个或者12个镜头等；每个镜头采集不同方位的视频，最后经过优化计算将各视频拼接得到全景视频。全景相机的成熟商业化产品也较少，且价格昂贵。

现有的无人机全景视频采集方式主要为将全景相机直接悬挂在无人机机架本体上。由于全景相机上方紧贴无人机本体，因此机身本体将对全景相机在上方的拍摄区域造成一定的遮挡，进而造成在很大角度上看不到上方天空的有效图像，因而沉浸感和实际体验受到影像。如果将部分镜头单独分出并放置到无人机上方，随可解决上述由于无人机本体对全景相机拍摄范围造成的局部遮挡问题，但是又存在影响无人机指南针和GPS正常工作的隐患；而且将部分镜头拆分到机身本体的上方后，也会增加全景相机整体的结构复杂性，不利于生产制造。另外，直接在机身本体上悬挂全景相机，得到的视频容易存在画面抖动等问题，增加了后期处理的难度。

发明内容

本发明解决的技术问题是：无人机本体对全景相机上方的局部的拍摄区域造成遮挡的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无人机上全景相机安装结构，包括无人机本体和全景相机，在无人机本体下部的两侧分别设置有悬架，所述全景相机设置在两侧的悬架之间；所述悬架的一端与无人机本体枢接；还包括伸缩杆件，并且在全景相机的两侧分别设置有至少一根伸缩杆件，所述伸缩杆件的一端与全景相机铰接，伸缩杆件的另一端与对应侧悬架的中部位置固定连接；所述伸缩杆件与所述悬架之间形成的偏向于无人机本体一侧的夹角为θ，并且所述夹角θ的取值范围为：0＜θ＜90°。

进一步的是：所述夹角θ的取值范围为：60°＜θ＜80°。

进一步的是：还包括缓冲机构，所述缓冲机构包括弹簧、端部连接件和中部连接件；在弹簧的两端分别固定地连接有一端部连接件，并且所述伸缩杆件上与全景相机铰接的一端与对应侧的端部连接件铰接；所述中部连接件与弹簧的中部固定连接，所述全景相机固定安装在所述中部连接件上。

进一步的是：所述缓冲机构还包括同轴设置的第一导向套杆和第二导向套杆，所述第一导向套杆和第二导向套杆均设置在弹簧内；所述第一导向套杆的一端与位于弹簧其中一端的端部连接件固定连接，所述第二导向套杆的一端与位于弹簧另一端的端部连接件固定连接；并且所述第一导向套杆可轴向移动地套设在所述第二导向套杆上。

进一步的是：还包括安装平台，所述全景相机安装在安装平台的下部；伸缩杆件上与全景相机铰接的一端与安装平台铰接。

进一步的是：还包括安装平台，所述全景相机安装在安装平台的下部；所述安装平台固定安装在所述中部连接件上。

进一步的是：还包括云台，所述云台安装在安装平台的下部，所述全景相机安装在云台的下部。

进一步的是：所述伸缩杆件为可自由伸缩套管；还包括驱动机构，所述驱动机构的一端与悬架的中部位置铰接，驱动机构的另一端与无人机本体铰接。

进一步的是：所述驱动机构为液压伸缩杆。

本发明的有益效果是：通过设置相应的伸缩杆件，并且将伸缩杆件的一端与相应的悬架固定连接，这样，可通过主动控制伸缩杆件的伸长以及缩短或者主动控制悬架的转动，可实现对全景相机位置的调整，进而可使全景相机在工作状态时离无人机本体较远，以降低无人机本体对全景相机上方拍摄区域的遮挡范围，能够最大程度上采集空间各个方位的信息以获取更大角度的全景视频，进而可使沉浸感和实际体验效果更佳；而在非工作状态时，可将全景相机收回，使全景相机贴近无人机本体且位于两侧的悬架之间，进而可通过悬架起到对无人机本体的保护作用。另外，还可以增加设置云台，以在最大程度上减弱飞机传递给全景相机的抖动，进而提高全景相机拍摄时的稳定性，并最终提高视频的质量。另外，还可通过设置相应的缓冲机构，这样可在调整全景相机时可起到一定的缓冲效果，以避免造成设备的损坏。

附图说明

图1为本发明所述的无人机全景相机安装结构在工作状态时的示意图；

图2为本发明所述的无人机全景相机安装结构在非工作状态时的示意图；

图3为在图1的基础上增加设置有缓冲机构后的示意图；

图4为在图2的基础上增加设置有缓冲机构后的示意图；

图5为图3中局部区域I的放大示意图；

图6为图5中A-A截面的剖视图；

图中标记为：无人机本体1、全景相机2、悬架3、伸缩杆件4、安装平台5、云台6、驱动机构7、驱动机构8、弹簧81、端部连接件82、中部连接件83、第一导向套杆84、第二导向套杆85、夹角θ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图6中所示，本发明所述的一种无人机上全景相机安装结构，包括无人机本体1和全景相机2，在无人机本体1下部的两侧分别设置有悬架3，所述全景相机2设置在两侧的悬架3之间；所述悬架3的一端与无人机本体1枢接；还包括伸缩杆件4，并且在全景相机2的两侧分别设置有至少一根伸缩杆件4，所述伸缩杆件4的一端与全景相机2铰接，伸缩杆件4的另一端与对应侧悬架3的中部位置固定连接；所述伸缩杆件4与所述悬架3之间形成的偏向于无人机本体1一侧的夹角为θ，并且所述夹角θ的取值范围为：0＜θ＜90°。

其中，两侧的悬架3优选为彼此独立的结构，如可采用附图1所示的结构；并且通常在两侧悬架3之间形成有一定的空间区域，以供全景相机2的安装。为了避免两侧的悬架3造成对全景相机2拍摄区域的遮挡，本发明中设置所述悬架3安装到无人机本体1上的安装方式为枢接；这样，在全景相机2处于工作状态时，可通过将悬架3绕枢接的轴线转动，可将悬架3进一步向两侧张开转动并最终可使转动后的悬架3呈大角度的张开状态或者是呈大致的水平状态，如附图1中所示，以此可降低悬架3对全景相机2的遮挡；而在全景相机2为非工作状态时，则可将悬架3重新收回至支撑状态，如附图2中所示，以此起到对无人机的起落支撑和对全景相机2的保护作用。

具体的，对于驱动悬架3转动的方式，至少可通过如下两种方式实现：第一种，将伸缩杆件4采用可主动控制进行伸长或者缩短的结构，如可采用为液压伸缩杆，这样通过主动控制伸缩杆件4的伸长，可将两侧的悬架3张开；并且由于伸缩杆件4的一端为固定地安装在悬架3的中部，这样，当悬架3转动时伸缩杆件4将随之转动，进而可最终将伸缩杆件4转动成如附图2中所示的状态，此时伸缩杆件4处于伸长状态并且伸缩杆件4将全景相机2朝向远离无人机本体1的方向支出，因此可使全景相机2远离无人机本体1，以此降低无人机本体1对全景相机拍摄区域的遮挡，以提高全景相机2的拍摄范围；相应的，通过主动控制伸缩杆件4的缩短，可将两侧的悬架3收回，进而从附图2中所示状态收回至附图1中所示状态。第二种，可通过额外设置相应的驱动机构7，如附图1和附图2中所示，通过将驱动机构7的一端铰接连接到悬架3的中部位置，其另一端直接铰接地连接到无人机本体1上；这样，可通过驱动机构7对悬架3施加相应的转矩作用，进而带动悬架3转动；不失一般性，驱动机构7也可选用液压伸缩杆。当然，当设置有驱动机构7以后，所述伸缩杆件4可选用为可自由伸缩套管，即伸缩杆件4可由两根相互套接并可自由伸缩的套管组成，此时伸缩杆件4的伸缩随悬架3的张开和收回而自动实现，因此无需再对伸缩杆件4的伸缩进行主动控制。

另外，为了实现在悬架3呈张开状态时，伸缩杆件4可有效地将全景相机2支离无人机本体1；同时在悬架3收回时，伸缩杆件4可有效地收回全景相机2；本发明中优选设置夹角θ的取值范围为：60°＜θ＜80°，如可取θ＝70°。并且，通过优选相应的夹角θ，可实现当悬架3收回时，伸缩杆件4对全景相机2的支撑方向为朝向无人机本体1的方向，如附图1中所示；同时当悬架3张开时，伸缩杆件4对全景相机2的支撑方向为远离无人机本体1的方向，如附图2中所示。

另外，参照附图3和附图4中所示，为了实现在调整全景相机2的过程中起到一定的缓冲效果，本发明进一步还设置有缓冲机构8，所述缓冲机构8包括弹簧81、端部连接件82和中部连接件83；在弹簧81的两端分别固定地连接有一端部连接件82，并且所述伸缩杆件4上与全景相机2铰接的一端与对应侧的端部连接件82铰接；所述中部连接件83与弹簧81的中部固定连接，所述全景相机2固定安装在所述中部连接件83上。这样，当在悬架3张开和收回过程中，随着伸缩杆件4的位置调整，可通过弹簧81实现对伸缩杆件4时间的力产生一定的缓冲作用，进而可避免造成相应部件的损坏。另外，缓冲机构8还可通过其内部弹簧81的伸长或缩短，弥补由于伸缩杆件4在伸长或者压缩到极限位置的情况下悬架3仍在进一步张开或收回所需的空间。

更具体的，由于整个全景相机2的重量是施加在弹簧81的中部位置上，因此为了避免弹簧8的弯曲，本发明进一步在缓冲机构8内还设置有同轴设置的第一导向套杆84和第二导向套杆85，并且将第一导向套杆84和第二导向套杆85均设置在弹簧81内；所述第一导向套杆84的一端与位于弹簧81其中一端的端部连接件82固定连接，所述第二导向套杆85的一端与位于弹簧81另一端的端部连接件82固定连接；并且所述第一导向套杆84可轴向移动地套设在所述第二导向套杆85上。这样，通过第一导向套杆84和第二导向套杆85可起到对弹簧81的导向作用；当然，不失一般性，第一导向套杆84和第二导向套杆85的外径应当略小于弹簧81的内径，以此才能有效的避免弹簧81发生弯曲。

另外，为了便于安装全景相机2，还可进一步设置有安装平台5，此时可将全景相机2安装到安装平台5的下部；然后将伸缩杆件4上与全景相机2铰接的一端直接与安装平台5铰接。当然，在设置有缓冲机构8的情况下，可将安装平台固定安装在所述中部连接件83上。更具体的，在设置有安装平台5的情况下还可进一步设置有云台6，并将云台6安装到安装平台5的下部，再将全景相机2安装到云台6的下部，具体如附图1中所示；这样通过云台6可进一步提高全景相机2在拍摄时的稳定性，进而提高拍摄的视频质量。

另外，伸缩杆件4的作用是配合悬架3的张开和收回，同时通过伸缩杆件4的伸长或缩短实现使全景相机2远离或贴近无人机本体1，以达到在全景相机2为工作状态时，通过使全景相机2支离至无人机本体1较远处以降低无人机本体1对其拍摄区域的遮挡范围；而在全景相机2为非工作状态时，则可将全景相机2收回，以便于通过悬架3起到对全景相机2的保护效果。

Claims (9)

1.一种无人机上全景相机安装结构，包括无人机本体(1)和全景相机(2)，在无人机本体(1)下部的两侧分别设置有悬架(3)，所述全景相机(2)设置在两侧的悬架(3)之间；其特征在于：所述悬架(3)的一端与无人机本体(1)枢接；还包括伸缩杆件(4)，并且在全景相机(2)的两侧分别设置有至少一根伸缩杆件(4)，所述伸缩杆件(4)的一端与全景相机(2)铰接，伸缩杆件(4)的另一端与对应侧悬架(3)的中部位置固定连接；所述伸缩杆件(4)与所述悬架(3)之间形成的偏向于无人机本体(1)一侧的夹角为θ，并且所述夹角θ的取值范围为：0＜θ＜90°。

2.如权利要求1所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：所述夹角θ的取值范围为：60°＜θ＜80°。

3.如权利要求1所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：还包括缓冲机构(8)，所述缓冲机构(8)包括弹簧(81)、端部连接件(82)和中部连接件(83)；在弹簧(81)的两端分别固定地连接有一端部连接件(82)，并且所述伸缩杆件(4)上与全景相机(2)铰接的一端与对应侧的端部连接件(82)铰接；所述中部连接件(83)与弹簧(81)的中部固定连接，所述全景相机(2)固定安装在所述中部连接件(83)上。

4.如权利要求3所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：所述缓冲机构(8)还包括同轴设置的第一导向套杆(84)和第二导向套杆(85)，所述第一导向套杆(84)和第二导向套杆(85)均设置在弹簧(81)内；所述第一导向套杆(84)的一端与位于弹簧(81)其中一端的端部连接件(82)固定连接，所述第二导向套杆(85)的一端与位于弹簧(81)另一端的端部连接件(82)固定连接；并且所述第一导向套杆(84)可轴向移动地套设在所述第二导向套杆(85)上。

5.如权利要求1所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：还包括安装平台(5)，所述全景相机(2)安装在安装平台(5)的下部；伸缩杆件(4)上与全景相机(2)铰接的一端与安装平台(5)铰接。

6.如权利要求3所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：还包括安装平台(5)，所述全景相机(2)安装在安装平台(5)的下部；所述安装平台(5)固定安装在所述中部连接件(83)上。

7.如权利要求5或6所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：还包括云台(6)，所述云台(6)安装在安装平台(5)的下部，所述全景相机(2)安装在云台(6)的下部。

8.如权利要求1至6中任意一项所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：所述伸缩杆件(4)为可自由伸缩套管；还包括驱动机构(7)，所述驱动机构(7)的一端与悬架(3)的中部位置铰接，驱动机构(7)的另一端与无人机本体(1)铰接。

9.如权利要求8所述的一种无人机上全景相机安装结构，其特征在于：所述驱动机构(7)为液压伸缩杆。

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