CN108702432B - 云台相机及具有该云台相机的无人机 - Google Patents

云台相机及具有该云台相机的无人机 Download PDF

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Abstract

一种云台相机(200)及具有云台相机(200)的无人机，其中，云台相机(200)包括相机主体(1)、设于相机主体(1)内的相机主控板(2)，还包括独立于相机主控板(2)并设于相机主体(1)内的姿态检测电路(3)，相机主控板(2)与姿态检测电路(3)电连接；姿态检测电路(3)包括惯性测量单元(31)，惯性测量单元(31)设于姿态检测电路(3)上远离相机主控板(2)的一侧。通过设置独立的姿态检测电路(3)，并将惯性测量单元(31)设于姿态检测电路(3)上远离相机主控板(2)的一侧，使得惯性测量单元(31)尽可能地远离相机主控板(2)，能够做到惯性测量单元(31)的应力隔离和热隔离，提高惯性测量单元(31)的测量精度。

Description

云台相机及具有该云台相机的无人机
技术领域
本发明涉及拍摄设备领域，尤其涉及一种云台相机及具有该云台相机的无人机。
背景技术
随着拍摄技术的发展，用户对相机拍摄的影像的要求越来越高。相机位置的准确性能够影响所拍摄的影像的准确性。为实现对相机的增稳，通常会将相机固定在云台上，通过云台的电机实时补偿云台的晃动来实现相机的增稳。
发明内容
本发明提供一种云台相机及具有该云台相机的无人机。
根据本发明的第一方面，提供一种云台相机，包括相机主体、设于所述相机主体内的相机主控板，还包括独立于所述相机主控板并设于所述相机主体内的姿态检测电路，所述相机主控板与所述姿态检测电路电连接；所述姿态检测电路包括惯性测量单元，所述惯性测量单元设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧。
根据本发明的第二方面，提供一种无人机，包括机身，还包括搭载于所述机身上的云台相机，其中所述云台相机包括相机主体、设于所述相机主体内的相机主控板以及独立于所述相机主控板并设于所述相机主体内的姿态检测电路，所述相机主控板与所述姿态检测电路电连接；所述姿态检测电路包括惯性测量单元，所述惯性测量单元设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明通过设置独立的姿态检测电路，并将惯性测量单元设于姿态检测电路上远离相机主控板的一侧，使得惯性测量单元尽可能地远离相机主控板，防止主控板上的元器件对惯性测量单元的干扰(包括应力和温度的影响)，从而能够做到惯性测量单元的应力隔离和热隔离，提高惯性测量单元的测量精度。并且，单独设置姿态检测电路，一方面在惯性测量单元损坏后，可直接更换姿态检测电路，无需更换相机主控板，从而降低成本。另一方面，能够满足相机主控板的小型化设计需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中的云台相机的剖面图；
图2是本发明一实施例中的云台相机的部分结构示意图；
图3是本发明一实施例中的云台相机的部分结构在另一方向上的结构示意图；
图4是本发明一实施例中的云台相机的部分结构在又一方向上的结构示意图；
图5是本发明一实施例中的无人机的立体图。
附图标记：
100：机身；
200：云台相机；1：相机主体；2：相机主控板；3：姿态检测电路；31：惯性测量单元；32：加热元件；33：第一连接端；34：第二连接端；4：连接器；5：支撑件；6：云台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图，对本发明的云台相机200及具有该云台相机200的无人机进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
参见图1，本发明实施例提供一种云台相机200，该云台相机200可包括相机主体1、相机主控板2和姿态检测电路3。其中，所述相机主体1和所述姿态检测电路3均设于所述相机主体1内。所述姿态检测电路3独立于所述相机主控板2，并与所述相机主控板2电连接。在一实施例中，所述姿态检测电路3可将其检测的相机姿态数据传输至相机主控板2上，相机主控板2对相机姿态数据进一步处理后，实时补偿云台的晃动，从而实现对相机的增稳。在另一实施例中，云台相机200搭载在无人机上，所述姿态检测电路3将检测到的相机姿态数据传输至所述无人机的飞行控制器上，所述飞行控制器对相机姿态数据进一步处理后，实时补偿云台的晃动，从而实现对相机的增稳。其中，所述姿态检测电路3可直接与所述飞行控制器电连接，或者所述态检测电路3通过所述相机主控板2的转接实现与所述飞行控制器的电连接。
所述姿态检测电路3包括惯性测量单元31(即IMU，英文全称：Inertialmeasurement unit)，通过惯性测量单元31检测相机的姿态。所述惯性测量单元31设于所述姿态检测电路3上远离所述相机主控板2的一侧。
相关技术中，姿态检测电路3和相机主控板2共用同一电路板，便于云台相机200的小型化设计。而惯性测量单元31的精度高，容易受到温度、应力等因素的影响而导致检测的数据不准确，影响到云台的增稳。为了防止惯性测量单元31受到温度和应力等的影响，通常会在惯性测量单元31的周围设置隔离带，隔离带过多地占用电路板的面积而导致电路板的利用率低，隔离带还会导致电路板的布线困难，不利于云台相机200小型化的设计需求。
本发明实施例中，通过设置独立的姿态检测电路3，并将惯性测量单元31设于姿态检测电路3上远离相机主控板2的一侧，使得惯性测量单元31尽可能地远离相机主控板2，防止主控板上的元器件(例如，传感器)对惯性测量单元31的干扰(包括应力和温度的影响)，从而能够做到惯性测量单元31的应力隔离和热隔离，提高惯性测量单元31的测量精度。单独设置姿态检测电路3，一方面在惯性测量单元31损坏后，可直接更换姿态检测电路3，无需更换相机主控板2，从而降低成本。另一方面，能够满足相机主控板2的小型化设计需求。
结合图1、图2和图4，所述云台相机200还可包括连接器4，所述姿态检测电路3和所述相机主控板2通过所述连接器4实现电连接。所述连接器4可设于所述相机主控板2和姿态检测电路3之间，通过连接器4对姿态检测电路3进行支撑，防止姿态检测电路3直接压设在相机主控板2上而导致相机主控板2上的元器件损坏。
其中，所述连接器4可选择为板对板连接器4、柔性电路(即FPC，Flexible PrintedCircuit)或者其他类型的连接器4。连接器4的类型可根据需要选择，本发明对此不作具体限定。
参见图4，所述相机主控板2与所述姿态检测电路3间隔预设的距离平行设置，进一步避免相机主控板2对惯性测量单元31的干扰。其中，预设的距离可根据设于相机主控板2上靠近姿态检测电路3一侧的元器件(图4未标出)的最大高度决定。例如，在其中一实施例中，预设的高度可为相机主控板2上靠近姿态检测电路3一侧的元器件的最大高度，满足产品小型化的设计需求。在其他一些实施例中，预设的距离可大于相机主控板2上靠近姿态检测电路3一侧的元器件的最大高度。
姿态检测电路3的固定方式可根据需要设定，例如，在其中一实施例中，姿态检测电路3固定在相机主控板2上。可选地，所述云台相机200还可包括支撑件5。所述支撑件5一端连接所述相机主控板2，另一端连接所述姿态检测电路3，从而将姿态检测电路3较为稳定地固定在相机主控板2上，防止姿态检测电路3晃动而导致相机姿态检测的不准确。进一步地，所述支撑件5和所述连接器4相对而设，所述姿态检测电路3可包括第一连接端33和第二连接端34，所述第一连接端33经所述连接器4固定电连接至所述相机主控板2，所述第二连接端34经所述支撑件5固定连接至所述相机主控板2。通过支撑件5和连接器4分别将姿态检测电路3的第一连接端33和第二连接端34固定至相机主控板2上，能够提高姿态检测电路3与相机主控板2两者之间连接的稳定性，防止姿态检测电路3晃动而导致相机姿态检测的不准确。
在另一实施例中，所述姿态检测电路3固定于所述相机主体1上，防止姿态检测电路3晃动。可选地，所述姿态检测电路3可通过卡接、插接等方式直接固定在相机主体1的内侧壁上，也可通过转接件转接的方式固定在相机主体1的内部。
进一步地，所述相机主控板2和所述姿态检测电路3之间还可设有粘接层(图中未显示)，从而将姿态检测电路3更加平稳地连接在相机主控板2上，防止姿态检测电路3晃动。所述粘接层的材质可为胶或者其他粘接材质。
结合图2、图3和图4，所述姿态检测电路3还可包括加热元件32。其中，所述加热元件32设于所述姿态检测电路3上远离所述相机主控板2的一侧，并靠近所述惯性测量单元31设置，加热元件32将热源传递至空气流中，从而使得惯性测量单元31维持在恒温状态，减少温度变化对惯性测量单元31的影响。需要说明的是，本实施例的加热元件32是靠近惯性测量单元31设置的，但加热元件32并不会与惯性测量单元31直接接触，实际上，加热元件32与惯性测量单元31之间存在一定的距离，从而防止加热元件32与惯性测量单元31直接接触，将热量直接传导至惯性测量单元31使得惯性测量单元31聚集过多热量而损坏。
所述加热元件32的数量可根据惯性测量单元31的尺寸来选择。本实施例中，所述加热元件32可为多个(至少两个)。多个所述加热元件32包围所述惯性测量单元31，从而可使得惯性测量单元31周围的空气流恒温，进而使得惯性测量单元31维持在恒温状态。
其中，多个加热元件32可均匀分布在惯性测量单元31的四周，在惯性测量单元31的四周均匀加热，保障惯性测量单元31周围的空气流温度的均匀性，从而使得惯性测量单元31维持在恒温状态。
另外，加热元件32的类型也可根据需要选择，例如，加热元件32可选择为加热电阻或者其他加热源。
还需要说明的是，除惯性测量单元31和加热元件32外，本发明的姿态检测电路3还可包括其他元器件。
本实施例中，所述惯性测量单元31挂设在所述相机主体1的内部，从而能够较为准确地检测到相机的姿态。
相机主控板2的固定方式也可根据需要设定，在其中一实施例中，所述相机主控板2可直接固定在所述相机主体1的内侧壁上，例如可将相机主控板2通过卡接、插接等方式固定在相机主体1的内侧壁上。在另一实施例中，所述相机主控板2可通过转接件转接的方式固定在所述相机主体1的内部。
又参见图1，所述云台相机200还可包括用于搭载所述相机主体1的云台6，通过云台6实现对相机的增稳。其中，所述云台6可为两轴云台或者三轴云台等。所述云台6可包括用于驱动相机主体1转动的相应轴(可包括俯仰轴、横滚轴或者偏移轴)的电机。本实施例的惯性测量单元31将其检测到的相机的姿态数据传输至相机主控板2或用于搭载该云台相机200的无人机的飞行控制器，由相机主控板2或飞行控制器根据相机的姿态数据产生控制指令至相应轴的电机，从而实时补偿云台6的晃动，实现对相机的增稳。
可选地，所述相机主控板2上集成有多种功能模块，从而节省相机主体1内部的使用空间，为云台相机200的小型化提供可能。在一些例子中，所述功能模块至少能够用于控制相机和/或云台6的工作，例如，控制相机拍摄、调焦或者控制云台电机转动等。在一些例子中，所述功能模块至少能够用于采集数据信息。其中，所述数据信息至少包括相机拍摄的图像数据信息、云台电机参数(例如，各轴电机的转动角)和相机参数信息(例如，快门控制参数、光圈参数、曝光参数、曝光模式、白平衡参数等)中的一种或多种，所述数据信息还可包括其他与相机或者云台6相关的数据信息。当然，所述功能模块还可包括其他控制云台6和/或相机运行的功能，通过将云台6和/或相机工作所需的功能均集成至相机主控板2上，使得结构更加紧凑以有效减小云台相机200的体积，使得云台相机200更加小型化。
值得一提的是，本发明实施例的云台相机200可搭载在无人机等可移动设备上。以云台相机200搭载在无人机为例进一步说明。
参见图5，本发明实施例还提供一种无人机，所述无人机可包括机身100和上述实施例的云台相机200。其中，所述云台相机200搭载在所述机身100上。
所述无人机可为旋翼无人机或者非旋翼无人机等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的云台相机及具有该云台相机的无人机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (24)

1.一种云台相机，包括相机主体、设于所述相机主体内的相机主控板以及用于搭载所述相机主体的云台，其特征在于，还包括独立于所述相机主控板并设于所述相机主体内的姿态检测电路，所述相机主控板与所述姿态检测电路电连接；
所述姿态检测电路包括惯性测量单元，所述惯性测量单元设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧；
所述相机主控板与所述姿态检测电路间隔预设的距离平行设置。
2.根据权利要求1所述的云台相机，其特征在于，所述姿态检测电路还包括加热元件，所述加热元件设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧，并靠近所述惯性测量单元设置。
3.根据权利要求2所述的云台相机，其特征在于，所述加热元件为多个，多个所述加热元件包围所述惯性测量单元。
4.根据权利要求2所述的云台相机，其特征在于，所述加热元件为加热电阻。
5.根据权利要求1至4任一项所述的云台相机，其特征在于，还包括连接器，所述连接器设于所述相机主控板和姿态检测电路之间；
所述姿态检测电路通过所述连接器与所述相机主控板电连接。
6.根据权利要求5所述的云台相机，其特征在于，所述连接器为板对板连接器或柔性电路。
7.根据权利要求5所述的云台相机，其特征在于，还包括支撑件，所述支撑件一端连接所述相机主控板，另一端连接所述姿态检测电路。
8.根据权利要求7所述的云台相机，其特征在于，所述支撑件和所述连接器相对而设，
所述姿态检测电路包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端经所述连接器固定电连接至所述相机主控板，所述第二连接端经所述支撑件固定连接至所述相机主控板。
9.根据权利要求5所述的云台相机，其特征在于，所述姿态检测电路固定于所述相机主体上。
10.根据权利要求1所述的云台相机，其特征在于，所述相机主控板和所述姿态检测电路之间还设有粘接层。
11.根据权利要求1所述的云台相机，其特征在于，所述相机主控板上集成有多种功能模块，
所述功能模块至少能够用于控制相机和/或云台的工作和/或采集数据信息。
12.根据权利要求11所述的云台相机，其特征在于，所述数据信息至少包括相机拍摄的图像数据信息、云台电机参数和相机参数信息中的一种或多种。
13.一种无人机，包括机身，其特征在于，还包括搭载于所述机身上的云台相机，其中所述云台相机包括相机主体、设于所述相机主体内的相机主控板、独立于所述相机主控板并设于所述相机主体内的姿态检测电路以及用于搭载所述相机主体的云台，所述相机主控板与所述姿态检测电路电连接；
所述姿态检测电路包括惯性测量单元，所述惯性测量单元设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧；
所述相机主控板与所述姿态检测电路间隔预设的距离平行设置。
14.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述姿态检测电路还包括加热元件，所述加热元件设于所述姿态检测电路上远离所述相机主控板的一侧，并靠近所述惯性测量单元设置。
15.根据权利要求14所述的无人机，其特征在于，所述加热元件为多个，多个所述加热元件包围所述惯性测量单元。
16.根据权利要求14所述的无人机，其特征在于，所述加热元件为加热电阻。
17.根据权利要求13至16任一项所述的无人机，其特征在于，还包括连接器，所述连接器设于所述相机主控板和姿态检测电路之间；
所述姿态检测电路通过所述连接器与所述相机主控板电连接。
18.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，所述连接器为板对板连接器或柔性电路。
19.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，还包括支撑件，所述支撑件一端连接所述相机主控板，另一端连接所述姿态检测电路。
20.根据权利要求19所述的无人机，其特征在于，所述支撑件和所述连接器相对而设，
所述姿态检测电路包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端经所述连接器固定电连接至所述相机主控板，所述第二连接端经所述支撑件固定连接至所述相机主控板。
21.根据权利要求17所述的无人机，其特征在于，所述姿态检测电路固定于所述相机主体上。
22.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述相机主控板和所述姿态检测电路之间还设有粘接层。
23.根据权利要求13所述的无人机，其特征在于，所述相机主控板上集成有多种功能模块，
所述功能模块至少能够用于控制相机和/或云台的工作和/或采集数据信息。
24.根据权利要求23所述的无人机，其特征在于，所述数据信息至少包括相机拍摄的图像数据信息、云台电机参数和相机参数信息中的一种或多种。
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