CN111742544A - 模块化图像捕获系统 - Google Patents

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Abstract

公开了用于图像捕获的系统和方法。例如，系统可包括：图像捕获模块，所述图像捕获模块包括被配置为捕获图像的图像传感器，包括处理装置和连接器的基座，以及被配置为控制所述图像传感器相对于所述基座的定向的集成机械稳定系统，其中，所述处理装置被配置为向所述机械稳定系统的电机控制器发送命令并且包括被配置为从所述图像传感器接收图像数据的图像信号处理器；以及手持式模块，所述手持式模块被配置为通过所述连接器可拆卸地附接到所述图像捕获模块，其中，所述手持式模块包括显示器，所述显示器被配置为显示经由所述连接器的导体从所述图像传感器接收的图像。

Description

模块化图像捕获系统
技术领域
本公开涉及模块化图像捕获系统。
背景技术
图像捕获设备，例如相机，可以将内容捕获为图像或视频。无人机被已经被用来承载相机，并能够从空中捕捉图像。带有摄像头的无人机通常由控制器经由无线通信链路进行控制。机械稳定系统(例如，万向节和电机)已经与基于无人机的相机一起使用，以减少捕获图像的失真或抖动，所述失真或抖动可由捕获期间无人机的振动和其它运动引起。
发明内容
本文公开了模块化图像捕获系统的实现。
在第一方面，本说明书中描述的主题可以体现在手持式模块中，手持式模块包括：电池；机电接口，所述机电接口被配置为可拆卸地将所述手持式模块附接到图像捕获模块，其中，当附接到所述图像捕获模块时，所述手持式模块经由所述机电接口形成到所述图像捕获模块的通信链路，并且经由所述机电接口的导体从所述电池向所述图像捕获模块供电；以及显示器，所述显示器被配置为呈现由所述图像捕获模块捕获并经由所述通信链路从所述图像捕获模块接收的图像。
在第一方面，所述显示器可包括触摸液晶显示器，所述触摸液晶显示器被配置为使得用户能够输入命令。在第一方面中，显示器可以被配置为检测手势，以使用户能够通过在显示器上显示帧时指定对象或帧的其他部分来在时间和空间上生成视频数据的部分。在第一方面中，手持式模块可包括两个紧固机构，所述两个紧固机构被配置为当图像捕获模块附接到手持式模块时固定图像捕获模块的连接器，并且其中，所述两个紧固机构中的任一个足以固定连接器。在第一方面中，机电接口可包括导体对，所述导体对分别用于向图像捕获模块传送电力，从图像捕获模块批量传送数据，向图像捕获模块传送控制信号，以及从图像捕获模块传送实时视频数据。第一方面可以包括本段中描述的特征的任何组合。
在第二方面，本说明书中描述的主题可以体现在系统中，该系统包括：图像捕获模块，所述图像捕获模块包括被配置为捕获图像的图像传感器，包括处理装置和连接器的基座，以及被配置为控制所述图像传感器相对于所述基座的定向的集成机械稳定系统，其中，所述处理装置被配置为向所述机械稳定系统的电机控制器发送命令，并且包括被配置为从所述图像传感器接收图像数据的图像信号处理器；飞行器，被配置为通过所述连接器可拆卸地附接到所述图像捕获模块，并且在运载所述图像捕获模块的同时飞行；以及手持式模块，被配置为通过所述连接器可拆卸地附接到所述图像捕获模块，其中，所述手持式模块包括显示器，所述显示器被配置为显示经由所述连接器的导体从所述图像传感器接收的图像。
在第二方面，机械稳定系统可包括三个万向节，包括附接到图像传感器、运动传感器和麦克风的外轴；并且所述处理装置可以被配置为经由穿过所述机械稳定系统而被布线的导体接收来自所述运动传感器的数据和来自所述麦克风的数据。第二方面可包括信标模块，所述信标模块被配置为将位置数据无线地发送到所述飞行器，以使所述飞行器能够跟随所述信标模块。在第二方面，飞行器可以被配置为基于来自信标模块的位置数据并且基于来自图像捕获模块的图像中的用户的计算机视觉跟踪来跟随用户。在第二方面中，连接器可以键入到飞行器的槽并且键入到手持式模块的槽。在第二方面中，手持式模块可包括两个紧固机构，所述两个紧固机构被配置为当图像捕获模块附接到手持式模块时固定连接器，并且其中，所述两个紧固机构中的任一个足以固定连接器。在第二方面中，当图像捕获模块附接到手持式模块时，机械稳定系统的万向节可以与手持式模块的表面基本齐平。在第二方面中，连接器可包括导体对，所述导体对分别用于向图像捕获模块传送电力，从图像捕获模块批量传送数据，向图像捕获模块传送控制信号，以及从图像捕获模块传送实时视频数据。第二方面可以包括本段描述的特征的任何组合。
在第三方面，本说明书中描述的主题可以体现在图像捕获模块中，所述图像捕获模块包括：图像传感器，被配置为捕获图像；机械稳定系统，包括万向节和电机，机械稳定系统与所述图像传感器集成在所述图像捕获模块中并且被配置为控制所述图像传感器的定向；以及基座，包括处理装置和连接器，所述基座被配置为可互换地将所述机械稳定系统连接到飞行器和手持式模块，其中，所述处理装置被配置为向所述机械稳定系统的电机控制器发送命令，并且包括被配置为从所述图像传感器接收图像数据的图像信号处理器。
在第三方面，机械稳定系统可包括附接到图像传感器、运动传感器和麦克风的外轴；并且所述处理装置可以被配置为经由穿过所述机械稳定系统而被布线的导体接收来自所述运动传感器的数据和来自所述麦克风的数据。第三方面可以包括处理装置，所述处理装置被配置为基于来自信标模块的位置数据并且基于来自图像传感器的图像中的用户的计算机视觉跟踪来跟踪用户。在第三方面中，连接器可以键入到飞行器的槽并且键入到手持式模块的槽。在第三方面中，连接器可包括两个紧固机构，所述两个紧固机构被配置为当图像捕获模块附接到手持式模块时固定连接器，并且其中，所述两个紧固机构中的任一个足以固定连接器。在第三方面中，当图像捕获模块附接到手持式模块时，机械稳定系统的万向节可以与手持式模块的表面基本齐平。在第三方面，连接器可包括导体对，所述导体对分别用于向图像捕获模块传送电力，从图像捕获模块批量传送数据，向图像捕获模块传送控制信号，以及从图像捕获模块传送实时视频数据。第三方面可以包括本段中描述的特征的任何组合。
在下面的详细描述，所附权利要求书和附图中公开了本公开的这些和其它方面。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本发明。
图1A是在第一使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统的示例的框图。
图1B是在第二使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统的示例的框图。
图2A是从第一视角看图像捕获模块的示例的图示。
图2B是从第二视角的图像捕获模块的示例的图示。
图3A是从第一视角看手持式模块的示例的图示。
图3B是从第二视角看手持式模块的示例的图示。
图4A是定向为连接到图像捕获模块的手持式模块的示例的图示。
图4B是与个人计算设备通信的可移动成像组件的示例的图示。
图5A是飞行器的示例的图示。
图5B是与控制器模块和信标模块通信的可移动成像组件的示例的图示。
图6A是控制器模块的示例的图示。
图6B是信标模块的示例的图示。
图7A是被配置用于图像捕获的系统的示例的框图。
图7B是被配置用于图像捕获的系统的示例的框图。
图8是安装支架的示例的图示。
图9是在安装的使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统的示例的框图。
图10是在飞行启用的使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统的示例的框图。
图11是手持式模块的示例的框图。
图12是集成机械稳定系统的图像捕获模块的示例的框图。
图13是飞行器的示例的框图。
图14是飞行电池的示例的框图。
图15是控制器模块的示例的框图。
图16是信标模块的示例的框图。
图17是用于在多个使用场景中利用具有模块化部件的可移动成像系统的过程的示例的流程图。
图18是使用控制器模块和信标模块控制用于图像捕获的可移动成像组件的过程的示例的流程图。
图19是用于在连接的手持式模块上显示用图像捕获模块捕获的图像的处理的示例的流程图。
具体实施方式
本文档包括用于图像捕获的模块化图像捕获系统和技术的公开。描述了一种图像捕获模块，其包括图像传感器、与图像捕获模块中的图像传感器集成并被配置为控制图像传感器的定向的机械稳定系统(例如，包括万向节和电机)，以及被配置为可互换地将机械稳定系统连接到飞行器和手持式模块的连接器。图像捕获模块可以方便地连接到不同的可移动平台，包括飞行器和手持式模块，以适应不同的环境和使用场景。通过将机械稳定系统集成在图像捕获模块中，与具有可分离的机械稳定系统的系统相比，在机械稳定系统和图像传感器之间提供更可靠和重量更轻的附件。
图像捕获模块和飞行器的组合的重量是一个重要的设计考虑因素，它影响操纵性和功耗方面的性能，而功耗直接影响可用电池时间。通过从图像捕获模块中省略显示器和电池(或包括相当小的电池)并且替代地在手持式模块中结合显示器和电池，可以进一步减少图像捕获模块和飞行器的组合的重量，手持式模块可以提供适合于手持式使用场景的电源和控制接口。
所提出的模块化图像捕获系统和方法可以提供优于常规图像捕获系统的优点。例如，可以通过集成到图像捕获模块中的机械稳定系统(例如，通过减少模糊和其它运动伪像和失真)在各种使用场景中改进捕获图像的质量，所述图像捕获模块可以容易地且可互换地附接到适合于那些使用场景的各种可移动平台。例如，可减少包括飞行器和图像捕获模块的可移动成像组件的重量，从而导致更低的功耗、更长的电池使用时间、更大的操纵性，以及通过减少碰撞造成的伤害或损坏的风险而提高的安全性。
例如，图像捕获模块可以包括基座和连接器，基座包括处理装置和连接器，连接器被配置为可互换地将机械稳定系统连接到飞行器和手持式模块。处理装置可以被配置为向机械稳定系统的电机控制器发送命令，并且包括被配置为从图像传感器接收图像数据的图像信号处理器。在一些实施方式中，机械稳定系统包括附接到图像传感器、运动传感器和麦克风的外轴；并且所述处理装置被配置为经由穿过所述机械稳定系统而被布线的导体接收来自所述运动传感器的数据和来自所述麦克风的数据。
参照附图详细描述实施方式，附图作为示例提供以使本领域技术人员能够实践该技术。附图和示例并不意味着将本公开的范围限制于单个实施方式或实施例，并且其它实施方式和实施例可以通过所描述或示出的元件中的一些或全部的互换、组合和/或移除来实现。只要方便，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
图1A是在第一使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统100的示例的框图。可移动成像系统100包括具有集成机械稳定系统的图像捕获模块110、飞行器120、手持式模块130、控制器模块140和信标模块150。图像捕获模块110包括连接器，该连接器使得飞行器120和手持式模块130能够可移除地附接到图像捕获模块110，作为用于在不同使用场景中进行图像捕获的可移动平台。连接器可以是机械的和/或电的。在图1A的该第一使用场景中，飞行器120附接到图像捕获模块110以形成可移动成像组件160，可移动成像组件160可用于捕获图像(例如，静止图像或视频)，同时可移动成像组件160响应于来自控制器模块140和/或信标模块150的信号而移动。在图1A的该第一使用场景中，手持式模块130与图像捕获模块110断开连接。
图像捕获模块110包括被配置为捕获图像的图像传感器、连接器、以及被配置为控制图像传感器相对于连接器的定向的集成机械稳定系统。例如，图像捕获模块110可以是图2A和图2B的图像捕获模块200。例如，图像捕获模块110可以是图12的图像捕获模块1200。机械稳定系统是在不使用工具或损坏图像捕获模块110的情况下不能容易地移除的图像捕获模块110的一部分的意义上集成的。例如，机械稳定系统可包括万向节(例如，三个万向节)和电机，所述万向节和电机被配置为控制图像传感器相对于连接器的定向。机械稳定系统可以使得能够捕获具有低模糊和/或减小的抖动或图像序列(例如，视频帧)中的图像之间的其它运动的高质量图像。在一些实施方式中，机械稳定系统使能或改进主体跟踪功能，其中主动控制图像传感器的位置和/或定向以跟随出现在图像传感器的视场中的对象(例如，人)。集成机械稳定系统避免了在机械稳定系统和图像传感器之间使用潜在的不可靠连接，并且可以减小用于将机械稳定系统连接到图像传感器的材料的尺寸和重量。尺寸和重量在电子学中通常是重要的考虑因素，但是它们在应用中可能特别重要，例如图1A的第一使用场景，其中包括图像传感器和机械稳定系统的图像捕获模块110将由飞行器120承载。减轻可移动成像组件160的重量可用于减少功率消耗以增加电池时间。减轻可移动成像组件160的重量还可以使得能够遵守适用于限制飞行器的重量的飞行器120的操作的安全规定。
连接器可以是公的或母的。例如，图像捕获模块110的连接器可以被键入到飞行器120的槽并且键入到手持式模块130的槽。连接器可以借助于连接器的外表面的形状而被键入，所述外表面适配飞行器120中的槽的对应形状和手持式模块130的槽中的对应形状。连接器的键入形状可以包括一些不对称性，这可以通过防止用户意外地以不适当的定向插入连接器来促进飞行器120和手持式模块130容易地连接到图像捕获模块110。在一些实施方式中，连接器包括用于固定连接件的一个或多个紧固机构(例如，闩锁)。连接器可以包括嵌套在连接器的键入外部部分的内部的电连接器(例如，通用串行总线(USB)类型C连接器)。电连接器可包括多个导体，所述多个导体可用于当飞行器120与图像捕获模块110连接时，从飞行器120向图像捕获模块110提供电力并在飞行器120与图像捕获模块110之间传送通信信号(例如，USB 2.0、USB 3.0、I2C、SPI和/或MIPI(移动工业处理器接口)信号)。例如，连接的导体可用于传送电力、高速批量数据传送、实时嵌入式控制信令和/或捕获帧速率的原始视频信号。例如，连接器可包括导体对，所述导体对分别用于向图像捕获模块110传送电力，从图像捕获模块110批量传送数据，向图像捕获模块110传送控制信号，以及从图像捕获模块110传送实时视频数据。在一些实施方式中，连接器缺少用于在图像捕获模块110和附接的可移动平台(例如，在该第一使用场景中的飞行器120)之间传送数据和/或电力的导体。电力和/或数据可以在图像捕获模块110和附接的可移动平台之间以短距离无线传输。例如，连接器可包括用于建立短距离、高速无线链路的接口(例如，采用Keyssa公司推广的技术，其可称为“Kiss连接”)，用于在图像捕获模块110和附接的可移动平台之间以合适的视频捕获数据速率传送数据。例如，连接器可以包括接口(例如，无线充电接口或近场通信接口)，用于在图像捕获模块110和附接的可移动平台之间感应耦合功率。在一些实施方式中，具有更少或没有导体的连接器可以导致更耐用或更可靠的连接器。
图像捕获模块110的图像传感器被配置为捕获图像(例如，静止图像或视频帧)。图像传感器可以被配置为检测特定光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光，并且将构成图像的信息传送为电信号(例如，模拟或数字信号)。例如，图像传感器可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)中的电荷耦合器件(CCD)或有源像素传感器。图像传感器可以包括模数转换器并输出数字图像数据。图像传感器可以检测通过透镜(例如，直线透镜或鱼眼透镜)入射的光。在一些实施方式中，图像捕获模块110包括具有重叠的各自视场的多个图像传感器，并且由这些图像传感器捕获的图像可以缝合在一起以生成合成图像(例如，全景图像)。
可移动成像系统100包括飞行器120(例如，无人机)，飞行器120被配置为通过连接器可拆卸地附接到图像捕获模块110，并且在承载图像捕获模块110的同时飞行。飞行器120可以在这样的意义上可移除地附接，即用户可以在不使用工具的情况下(例如，通过使用手指接合或分离一个或多个闩锁、旋转型机构或点击型机构)快速地将飞行器120与图像捕获模块110连接和断开。飞行器120可包括装配到图像捕获模块110的连接器的槽，连接器可插入该槽中。例如，飞行器120可以包括嵌套在槽中的电连接器(例如，USB类型C连接器)，所述电连接器包括多个导体，所述多个导体被配置为当飞行器120和图像捕获模块110连接以形成可移动成像组件160时在它们之间传送图像和其它数据以及控制信号。嵌套的电连接器可进一步将图像捕获模块110固定或引导到飞行器120的槽内。例如，飞行器120可以是四联直升机。在图1A的第一使用场景中，飞行器120连接到图像捕获模块110。例如，飞行器120可以是图5的飞行器500。例如，飞行器120可以是图13的飞行器1300。
可移动成像系统100包括信标模块150，信标模块150被配置为将位置数据无线地发送到飞行器120，以使飞行器120能够跟随信标模块150。可以经由无线链路155发送位置数据。例如，信标模块150可以包括全球定位系统(GPS)接收器，并且位置数据可以包括信标模块150的GPS坐标。在一些实施方式中，信标模块150包括惯性测量单元(例如，包括加速度计、陀螺仪和/或磁力计)，并且位置数据包括由惯性测量单元感测的信标模块150的位置和/或定向的变化。例如，无线链路155可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路或其它无线协议。在一些实施方式中，飞行器120被配置为基于来自信标模块150的位置数据并且基于来自图像捕获模块的图像中的用户的计算机视觉跟踪来跟随用户。例如，可以使用二次估计技术(例如，卡尔曼滤波器)将来自信标模块150的位置数据与计算机视觉特征融合，以估计持有或佩戴信标模块150的用户的位置，并且可以基于用户位置的估计来控制飞行器120和附接的图像捕获模块110的图像传感器的位置和/或定向。例如，可以使用飞行器120的控制表面(例如，螺旋桨)和/或图像捕获模块110的机械稳定系统(例如，万向节)来致动对图像传感器视场的这种控制。在一些实施方式中，信标模块150包括允许持有信标模块150的用户经由无线链路155向可移动成像组件160发出命令的用户界面(例如，包括按钮和显示器)。例如，用户可以发出命令以使可移动成像组件160跟随用户、暂停跟随用户并悬停在适当位置、或者起飞或着陆。例如，信标模块150可以是图6B的信标模块650。例如，信标模块150可以是图16的信标模块1600。
可移动成像系统100包括控制器模块140，控制器模块140被配置为与飞行器120无线通信，以控制飞行器120的运动以及在图像捕获模块110附接到飞行器120时使用图像传感器捕获图像。控制器模块140包括允许用户输入命令以控制可移动成像组件160的运动和图像的捕获的用户界面(例如，操纵杆、按钮和/或触摸屏显示器)。信息(例如，控制信号和/或图像数据)可以经由无线链路145在可移动成像组件160和控制器模块之间传送。例如，无线链路145可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路或其它无线协议。例如，由可移动成像组件160捕获的图像(例如，静止图像或全分辨率或降低分辨率的视频)可由控制器模块140接收并在触摸屏显示器上向用户显示。在一些实施方式中，飞行器120被配置为与信标模块150和控制器模块140两者进行无线通信。与信标模块150和控制器模块140两者通信可以允许第一用户主动地监视和/或控制可移动成像组件160从控制器模块140对图像的图像捕获，而可移动成像组件160在移动时跟随被动地承载信标模块150的第二用户或其它物体。这可以增强主体的免提跟随，并且使得能够跟随不能向可移动成像组件160发出命令的对象(例如狗或汽车)，或者使得被跟随的体验对第二用户来说更自然且更少精神负担，因此第二用户可以将他们的注意力集中在其他活动上(例如，跑步、庆祝、足球、滑板、摩托车越野赛、冲浪、单板滑雪)。当飞行器120的自主功能处理跟随和导航任务时，第一用户可以集中于优化图像捕获的其它方面(例如，选择主体的透视、缩放或静态图像的定时抓拍)。例如，控制器模块140可以是图6A的控制器模块600。例如，控制器模块140可以是图15的控制器模块1500。
图1B是在第二使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统100的框图。在图1B的该第二使用场景中，手持式模块130附接到图像捕获模块110以形成可移动成像组件162，可移动成像组件162可用于在可移动成像组件162在用户手中移动和/或响应于来自控制器模块140和/或信标模块150的信号而捕获图像(例如，静止图像或视频)。在图1B的该第二使用场景中，飞行器120与图像捕获模块110断开连接。
可移动成像系统100包括手持式模块130，手持式模块130被配置为通过连接器可移除地附接到图像捕获模块110。在一些实施方式中，手持式模块130包括电池和集成显示器，集成显示器被配置为显示从图像传感器接收的图像(例如，经由连接器的导体或短距离高、高速无线链路接收的图像)。手持式模块130可以在用户可以不使用工具(例如，通过使用手指接合或分离一个或多个闩锁、旋转型机构或点击型机构)而快速地将手持式模块130与图像捕获模块110连接和断开的意义上可移除地附接。在图1B的第二使用场景中，手持式模块130连接到图像捕获模块110。例如，手持式模块130可以是图3A和图3B的手持式模块300。例如，手持式模块130可以是图11的手持式模块1100。
手持式模块130可包括装配到图像捕获模块110的连接器的槽，连接器可插入其中。例如，手持式模块130可以包括嵌套在槽中的电连接器(例如，USB类型C连接器)，所述电连接器包括多个导体，所述多个导体被配置为当手持式模块130和图像捕获模块110连接以形成可移动成像组件162时在它们之间传送图像和其它数据以及控制信号。嵌套的电连接器可进一步将图像捕获模块110固定或引导到手持式模块130的槽内。手持式模块130的槽可包括一个或多个紧固机构，所述紧固机构被配置为在图1B的第二使用场景期间将手持式模块130固定到连接器。在一些实施方式中，手持式模块130包括第一紧固机构和第二紧固机构(例如，闩锁、卡扣或旋转机构)，所述第一紧固机构和第二紧固机构被配置为当图像捕获模块附接到手持式模块时固定连接器。紧固机构可以定位成使得第一紧固机构和第二紧固机构中的任一个足以固定连接器。在一些实施方式中，当图像捕获模块附接到手持式模块130时，机械稳定系统的万向节(例如，滚动万向节)与手持式模块130的表面基本齐平。
在图1B的第二使用场景中，例如，可移动成像组件162可以被携带在用户的手中，该用户能够将图像传感器指向主体以进行图像捕获并通过手持式模块130的用户界面(例如，按钮和/或触摸屏)控制图像捕获。用户可以在手持式模块130的显示器上查看或预览捕获的图像。手持式模块130的电池可在第二使用场景期间向图像捕获模块110提供电力。
在图1B的第二使用场景中，例如，可移动成像组件162可以使用紧固制品(例如，带子或头盔安装件)安装在人或物体上。例如，滑雪者可以穿着带子或背心，带子或背心的一部分被配置为将可移动成像组件162保持在滑雪者身体的一部分上(例如，手臂或胸部上)的适当位置，以在他们双手自由地沿着斜坡移动时从他们的视角捕获图像。例如，可移动成像组件162可定位或安装在固定位置(例如，在树枝上或搁在桌子的表面上)。可移动成像组件162在安装时可由控制器模块140和/或信标模块150控制，以使用机械稳定系统(例如，三个万向节和电机)调节图像传感器的定向，并控制其它图像捕获特征(例如，捕捉静止图像或调节曝光时间)。信息(例如，控制信号和/或图像数据)可以经由无线链路147在可移动成像组件162和控制器模块之间传送。例如，无线链路147可利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路或其它无线协议。例如，可移动成像组件162捕获的图像(例如，静止图像或全分辨率或降低分辨率的视频)可由控制器模块140接收并在触摸屏显示器上向用户显示。可移动成像组件162可无线地接收来自信标模块150的位置数据，以通过使用机械稳定系统调节图像传感器的定向来使图像传感器能够跟随信标模块150。可以经由无线链路157接收位置数据。例如，无线链路155可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路或其它无线协议。在一些实施方式中，可移动成像组件162被配置为与信标模块150和控制器模块140两者无线通信，以使得能够在来自控制器模块140的用户的某种监督下用信标模块150跟随主体。
尽管在图1A和图1B中未明确示出，但可移动成像系统100可包括附加部件以促进在不同的和潜在的运动密集的环境下的图像捕获。例如，可移动成像系统100可包括用于为飞行器120供电的可拆卸飞行电池和用于在第一使用场景中在飞行之间快速为飞行电池充电的AC充电器。在一些实施方式中，可移动成像系统100中包括多个可拆卸飞行电池，以在可拆卸飞行电池充电时继续使用。例如，可移动成像系统100可包括用于对手持式模块130快速充电的AC充电器。例如，可移动成像系统100可包括用于手持式模块130的安装设备(例如，带子、头盔安装件或小型三脚架或宽基座)。例如，可移动成像系统100可包括用于可移动成像系统100的部件的一个或多个承载箱。例如，可移动成像系统100可包括电缆(例如，USB类型C电缆和HDMI电缆)，其可用于将个人计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)连接到图像捕获模块110、飞行器120和/或手持式模块130，以执行数据(例如，图像数据)的批量传送和/或更新在可移动成像系统100的这些部件的处理装置上运行的软件。应用程序可以安装在一个或多个外部计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)上，以促进从图像捕获模块110拉取和共享捕获的视频内容，并促进对图像捕获模块110、飞行器120、手持式模块130和/或控制器模块140的软件升级。一个或多个外部计算设备可经由无线通信链路或有线通信链路(例如，HDMI链路)与图像捕获模块110通信。运行在外部计算设备上的应用程序可以被配置为执行与相机配置、视频采集的控制和/或图像捕获模块110捕获的视频的显示有关的各种操作。应用程序(例如，GoPro应用程序)可以使用户能够创建短视频剪辑并将视频剪辑共享到云服务(例如，从Instagram、Facebook、YouTube或Dropbox可商业获得的云服务)；执行图像捕获模块110的功能的远程控制；现场预览视频被捕获用于镜头取景；在记录时标记关键时刻(例如，高亮标签、查看GoPro相机卷中的高亮标签)，以便定位和/或回放视频亮点；无线控制相机软件；和/或执行其他功能。
可以有多个麦克风定位在可移动成像系统100的模块化部件上。例如，图像捕获模块110可以包括两个麦克风，所述麦克风被定位成便于捕获立体声声音。例如，单个麦克风可以被包括在手持式模块130中(例如，定位在手持式模块130的包括显示器(例如，显示器310)的一侧上或附近)。可以使用手持式模块130的麦克风来实现风噪声的抑制。在图像捕获模块110和手持式模块130上具有麦克风可以在可移动成像组件162上提供不同的、间隔良好的麦克风位置，这可以启用或改善噪声抑制功能。位于具有显示器的手持式模块130的一侧上的麦克风可有助于在用于可移动成像组件162的自拍用例中记录带有声音的视频。在手持式模块中具有单个麦克风还可以减少电池耗尽。在一些实施方式中，手持式模块130上包括多个麦克风(例如，以支持立体声声音的捕获)。
在一些实施方式中，可移动成像系统100包括附加的可移动平台，所述附加的可移动平台被配置为通过连接器可移除地附接到图像捕获模块110。例如，可以包括具有不同尺寸和范围的附加飞行器。例如，可移动成像系统100可以包括自动化或自主的基于陆地的可移动车辆(例如，遥控汽车)，以支持在不同情况下的图像捕获，例如在公路比赛期间。
在一些实施方式中，可移动成像系统100包括附加的图像捕获模块，所述附加的图像捕获模块具有类似于图像捕获模块110的连接器的连接器，所述连接器兼容以可移除地附接到飞行器120和手持式模块130。这可以使得能够换出图像捕获模块110的不同版本，以针对不同的使用场景定制图像捕获能力。例如，一些图像捕获模块可仅具有单个图像传感器，而一些图像捕获模块可具有多个图像传感器并支持具有拼接的全景图像捕获。
在一些实施方式中，手持式模块130可被配置为在图1A的第一使用场景期间经由无线链路控制可移动成像组件160。例如，手持式模块130可以包括硬件(例如，GPS接收器)和/或软件，以启用控制器模块140和/或信标模块150的一些或全部功能。例如，手持式模块130使用户能够向可移动成像组件160发出“跟随我”命令，并向可移动成像组件160发送手持式模块130的位置数据，以使可移动成像组件160跟随并捕获手持式模块的承载者的图像。在一些实施方式中(未示出)，控制器模块140和/或信标模块150可以从可移动成像系统100中省略。
在一些实施方式中(未示出)，具有类似于手持式模块130的特征的手持式模块与具有类似于图像捕获模块110的特征的图像捕获模块集成，作为组合的手持式图像捕获模块。组合的手持式图像捕获模块包括图像传感器、被配置为控制图像传感器的定向的集成机械稳定系统、显示器、足够大以支持类似于图1B的第二使用场景中描述的操作的电池，以及被配置为可拆卸地附接到飞行器(其可类似于飞行器120)或另一可移动平台的连接器。例如，该飞行器可包括飞行器底部中的孔或透明面板，当组合的手持式图像捕获模块附接至飞行器时，组合的手持式图像捕获模块的显示和/或控制接口通过该孔或透明面板可见和/或可访问。例如，该可访问的控制接口可用于在组合的手持式图像捕获模块和/或飞行器被连接时控制它们的功能。在一些实施方式中，当组合的手持式图像捕获模块附接至飞行器时或当在空中飞行时，组合的手持式图像捕获模块的显示器可默认断电。
在一些实施方式(未示出)中，控制器模块140和/或信标模块150的部件和/或功能可以在单个设备中组合。这两个设备的合并可以减少所得到的具有模块化部件的可移动成像系统的复杂性、成本和/或重量。
在一些实施方式(未示出)中，具有模块化部件的可移动成像系统包括不具有集成机械稳定系统的图像捕获模块，所述图像捕获模块替代地包括一个或多个模块化机械稳定系统(例如，万向节和电机)，所述模块化机械稳定系统被配置为可移除地附接到图像捕获模块和多个可移动平台。所述一个或多个模块化机械稳定系统可被配置为控制图像捕获模块的图像传感器和当前附接的可移动平台(例如，飞行器或手持式模块)的相对定向。例如，可在该可移动成像系统中包括多个模块化机械稳定系统，其具有适合于不同环境的不同尺寸、重量和性能特性。
在一些情况下，期望用可移动成像组件(例如，可移动成像组件160或可移动成像组件162)跟踪可包括一个或多个主体的目标。可以使用各种形式的跟踪，包括下面和2016年7月21日提交的美国临时专利申请序列号62/364,960中讨论的跟踪，其全部内容通过引用并入本文。跟踪系统可用于实现所描述的跟踪形式。跟踪系统可以包括用于跟踪目标的处理器和算法。跟踪系统可以完全包括在可移动成像组件(例如，可移动成像组件160或可移动成像组件162)内，或者完全包括在控制器模块140或与可移动成像组件通信的外部计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)内，或者跟踪系统的部分可以位于或复制在可移动成像组件和控制器模块140或外部计算设备内。还可以利用语音识别系统与跟踪系统交互并发出命令(例如，识别或调整目标的命令)。
图2A和图2B是从两个视角的图像捕获模块200的示例的图示。图像捕获模块200包括：图像传感器210，其被配置为捕获图像；机械稳定系统220，包括万向节和电机(222、224和226)；以及连接器230，其被配置为可互换地将机械稳定系统连接到飞行器(例如，飞行器120)和手持式模块(例如，手持式模块130)。
图像捕获模块200包括被配置为捕获图像(例如，静止图像或视频帧)的图像传感器210。图像传感器210可以被配置为检测特定光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光，并且将构成图像的信息传送为电信号(例如，模拟或数字信号)。例如，图像传感器210可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)中的电荷耦合器件(CCD)或有源像素传感器。图像捕获模块200包括透镜212(例如，广角直线透镜)。图像传感器210检测通过透镜212入射的来自环境的光。
图像捕获模块200还可以包括处理装置(例如，包括存储器、图像信号处理器、硬件编码器、微控制器和/或其它处理器)，其被配置为在图像捕获模块200附接到飞行器(例如飞行器500)的第一使用场景和/或在图像捕获模块200附接到手持式模块(例如手持式模块300)的第二使用场景中，基于来自信标模块(例如信标模块150)的位置数据和/或基于来自图像传感器210的图像中的用户的计算机视觉跟踪来跟踪用户。在一些实施方式中，处理装置可以被配置为对由图像传感器210捕获的图像执行图像处理操作(例如，死像素的校正、带处理、垂直消隐的去耦、空间降噪、时间降噪、自动白平衡、全局色调映射、局部色调映射、镜头畸变校正、电子滚动快门校正、电子图像稳定、输出投影和/或编码)。在一些实施方式中，通过全部或部分位于较大的可移动成像系统100的另一部件中的处理装置对由图像传感器捕获的图像执行一些或全部图像处理操作。例如，处理装置可以位于连接器230内部，位于机械稳定系统220的万向节226下方。
图像捕获模块200包括机械稳定系统220，所述机械稳定系统220包括万向节和电机(222、224和226)(例如，分别对应于俯仰、偏航和滚转)，所述机械稳定系统220与图像捕获模块200中的图像传感器210集成并被配置为控制图像传感器210的定向。例如，万向节和电机(222、224和226)可以使得图像传感器能够以三个自由度旋转。在一些实施方式中，万向节和电机(222、224和226)分别实现大范围的旋转角度(例如，高达180度、270度或360度)。机械稳定系统220的万向节226与连接器230的表面基本齐平，使得机械稳定系统220具有低轮廓并保护万向节226不受损坏。在一些实施方式中，万向节226完全被包含在连接器230的主体内，位于或低于连接器230的外表面的坡度处。例如，可以利用控制器(例如，比例积分微分控制器)基于处理装置基于来自图像传感器210的图像数据、来自图像捕获模块200中的运动传感器或图像捕获模块200模块所附接的移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)的运动传感器数据和/或来自信标(例如，信标模块150)的跟踪目标的位置数据而确定的目标定向来控制机械稳定系统220。
机械稳定系统220可以被配置为启用电子致动的传送模式。当许多三轴万向节断电时，它们只是漫无目的地浮动，而且很难收起来或运输。在一些实施方式中，机械稳定系统220被配置为启用电子致动的运输模式，其中：在触发事件(例如，专用用户命令或断电图像捕获模块200或机械稳定系统220的命令)发生时，每个万向节和电机(222、224和226)被电子控制以呈现折叠平整位置并将该位置保持固定时间段(例如，10、30或60秒)，允许用户容易地将图像捕获模块200滑动到口袋、承载箱、背包或其它容器中。时间结束后，一旦处于期望的运输位置，机械稳定系统220将完全断电，允许万向节臂自由移动。在一些实施方式中，这种电子致动的运输模式可以伴随有物理锁，该物理锁或者集成到万向节本身中，或者经由诸如支架或承载箱的外部装置。例如，可以使用电子电机位置传感器、机械折叠平整能力(运动范围)和固件控制(例如，在图像捕获模块200的处理装置中实现)来实现电子致动的传送模式。
图像捕获模块200包括连接器230，连接器230被配置为在第一使用场景中可互换地将机械稳定系统220连接到飞行器(例如，飞行器120)和在第二使用场景中可互换地将机械稳定系统220连接到手持式模块(例如，手持式模块130)。连接器可以键入到飞行器的槽，并且键入到手持式模块的槽。连接器230借助于连接器230的外表面的形状而被键入，连接器230的外表面适合飞行器(例如，飞行器500)中的槽的对应形状和手持式模块(例如，手持式模块300)的槽的对应形状。连接器230的键入形状包括一些不对称性(即，大约在连接器230下方的一半处，连接器230的矩形横截面在一侧上向内变窄、向内倾斜)，这可以通过防止用户意外地将连接器230插入到不适当的定向来促进飞行器和手持式模块容易地连接到图像捕获模块200。例如，连接器230可包括第一紧固机构和第二紧固机构，所述第一紧固机构和第二紧固机构被配置为当图像捕获模块200附接到手持式模块时固定连接器230。紧固机构可以构造成使得第一紧固机构和第二紧固机构中的任一个足以固定连接器230。连接器230包括嵌套在连接器230的键入外部部分的内部的电连接器(例如，通用串行总线(USB)类型C连接器)。电连接器可包括多个导体，所述多个导体可用于从可移动平台(例如，飞行器500或手持式模块300)向图像捕获模块200提供电力，并在可移动平台与图像捕获模块200连接时在它们之间传送通信信号(例如，USB 2.0、USB 3.0、I2C、SPI和/或MIPI信号)。在一些实施方式中，连接器230包括分别用于向图像捕获模块200传送电力、从图像捕获模块200批量传送数据、向图像捕获模块200传送控制信号以及从图像捕获模块200传送实时视频数据的导体对。
连接器可以包括嵌套在连接器的键入外部部分的内部的电连接器(例如，通用串行总线(USB)类型C连接器)。电连接器可包括多个导体，所述多个导体可用于当飞行器120与图像捕获模块110连接时，从飞行器120向图像捕获模块110提供电力并在飞行器120与图像捕获模块110之间传送通信信号(例如，USB 2.0、USB 3.0、I2C、SPI和/或MIPI(移动工业处理器接口)信号)。例如，连接的导体可用于传送电力、高速批量数据传送、实时嵌入式控制信令和/或捕获帧速率的原始视频信号。例如，连接器可包括导体对，所述导体对分别用于向图像捕获模块110传送电力，从图像捕获模块110批量传送数据，向图像捕获模块110传送控制信号，以及从图像捕获模块110传送实时视频数据。
在图2A和图2B的示例中，机械稳定系统220的万向节226与连接器230的表面基本齐平。万向节226可由连接器230的主体保护，以保护万向节免受损坏和/或灰尘进入。例如，万向节226可以是辊万向节并且具有相应的辊电机，该辊电机具有内置在连接器230的壳体中的辊电机壳体，使得辊电机壳体位于连接器230的外表面的坡度之下并且被隐藏和/或保护。这种配置可以提供与其它机械稳定系统相比的优点，这些系统的所有万向节都暴露在外(例如，三轴万向节暴露在外，包括位于主壳体顶部的滚动轴电机壳体)。例如，将万向节226定位在连接器230内和/或与连接器230的表面基本齐平可以减少暴露的万向节零件的量，减少在主壳体上方的万向节的高度，和/或通过减少可见电机元件的数量(例如，从三个万向节到两个万向节)来简化整体设计。
图3A和图3B是手持式模块300的示例的两个视角的图示。手持式模块300包括显示器310、记录按钮320、状态指示灯324、第一紧固机构330和第二紧固机构332，形状与图像捕获模块200的连接器230匹配的槽340，以及具有电池释放闩锁352的电池盖350。
手持式模块300可以被成形为使得在操作手持式模块300的触摸显示器和/或按钮(例如，记录按钮320)的同时，在使用期间它可以被人机工程学地握在手中。外部材料可以选择为具有橡胶抓握纹理。
手持式模块300包括允许用户利用附接的图像捕获模块(例如，图像捕获模块200)控制图像捕获的用户界面。用户界面包括用于查看捕获图像的显示器310、用于抓拍静止图像或开始或停止视频的记录的记录按钮320、以及状态指示灯324。状态指示灯324可以包括多色LED设备，并且可以反映到所附接的图像捕获模块的电子连接件的状态和/或记录状态。在一些实施方式中，显示器310是使用户能够输入附加命令的触摸屏。例如，用户可以输入命令以改变万向节角度；通过语音命令和/或经由显示器310的触摸界面和/或手持式模块300的按钮接收的输入来输入“自拍模式”或“高亮标签”。“自拍模式”功能可旋转万向节226(例如，旋转180度)，使得图像传感器(例如，图像传感器210)面向与显示器310相同的方向。“高亮标签”功能可使用户能够将图像或视频帧标记为具有重要元数据。例如，可以为显示器310的触摸屏界面定义“高亮标签”手势，其可以使得用户能够通过在帧显示在显示器310上时指定对象或帧的其他部分来在时间和/或空间上生成视频数据的部分。
第一紧固机构330和第二紧固机构332被配置为当图像捕获模块200的连接器230插入槽340中以将手持式模块300附接到图像捕获模块200时将该连接器230固定。第一紧固机构330和第二紧固机构332分别包括按钮和滑块，所述按钮和滑块可用于使第一紧固机构330和第二紧固机构332脱离接合，以便与图像捕获模块(例如，图像捕获模块200)断开连接并与所附接的图像捕获模块(例如，图像捕获模块200)断开。其它类型的紧固机构也是可以的。
电池盖350可以使用电池释放闩锁352打开，以接近手持式模块300的电池以进行更换或再充电。例如，可以使用多个电池并将其交换到手持式模块300中，以使得能够在电池之一在外部充电器中充电时继续使用。
图4A是手持式模块300的示例的图示，手持式模块300被定向成连接到图像捕获模块200以形成可移动成像组件400。图像捕获模块200的连接器230键入到手持式模块300的槽340。从所示定向，图像捕获模块200可向下移动以将连接器230滑动到槽340中，以将图像捕获模块200附接到手持式模块300以形成可移动成像组件400。当连接器230插入狭槽340中时，连接器230和狭槽340中的成对紧固机构(例如，闩锁)可接合以固定新形成的连接。例如，弹簧加载的闩锁可接合以固定可移动成像组件400的连接。作为连接的一部分，嵌套在连接器230和槽340中的匹配的电子连接器(例如，USB类型C连接器)可接合以形成包括多个导体的电子连接，所述多个导体可用于从手持式模块300向图像捕获模块200供电以及在可移动成像组件400的附接模块之间传送控制信号和数据(例如，图像数据)。
当用户试图断开手持式模块300与图像捕获模块200的连接时，他们可以释放这些紧固机构。例如，闩锁可以由用户使用他们在按钮或释放杆上的手指手动释放。在一些实施方式中，必须同时释放两个闩锁以便将手持式模块300与图像捕获模块200断开，这可以降低意外断开的风险。例如，将手持式模块300与图像捕获模块200连接和断开的周期对于用户来说可能仅花费几秒钟来完成。
图4B是与个人计算设备420通信的可移动成像组件400的示例的图示。在图4B的使用场景中，可移动成像组件400被保持在用户的手410中并且正在捕获用户的图像(例如，静止图像或视频帧)。所捕获的图像被显示在手持式模块300的显示器310上。所捕获的图像可以经由无线链路425(例如，使用蓝牙链路或WiFi链路)传送到个人计算设备420(例如，智能手机)。然后，个人计算设备420可用于显示和/或共享或以其他方式传送和分发所捕获的图像。个人计算设备420还可以配置有应用程序，该应用程序可以用于远程控制可移动成像组件400的图像捕获功能和/或更新安装在可移动成像组件400的处理装置上的软件。
在该示例中，当图像捕获模块200附接到手持式模块300时，机械稳定系统的万向节226与手持式模块300的表面(例如，顶表面)基本齐平。这可导致机械稳定系统和图像传感器具有低轮廓并保护万向节226以降低万向节226的损坏风险。这种配置可以提供与其它机械稳定系统相比的优点，这些系统的所有万向节都暴露在外(例如，三轴万向节暴露在外，包括位于主壳体顶部的滚动轴电机壳体)。例如，当图像捕获模块200附接至手持式模块300时，将万向节226定位在手持式模块300内和/或与手持式模块300的表面基本齐平可以减少暴露的万向节零件的量、减少在主壳体上方的万向节的高度、和/或通过减少可见电机元件的数量(例如，从三个万向节到两个万向节)来简化总体设计。
图5A是飞行器500示例的图示。在该示例中，飞行器500是四分直升机无人机。飞行器500包括四个螺旋桨(520、522、524和526)；槽530，其成形为与图像捕获模块200的连接器230匹配；以及可拆卸飞行电池540。螺旋桨(520、522、524和526)是控制表面，其可以经由相应的电机来控制以控制飞行器500的运动。例如，飞行器500可以包括嵌套在槽530中的电连接器(例如，USB类型C连接器)，其包括多个导体，所述多个导体被配置为当通过将连接器230插入槽530而连接飞行器500和图像捕获模块200时，在飞行器500和图像捕获模块200之间传送图像和其它数据及控制信号。在一些实施方式中，当可拆卸飞行电池540从飞行器500移除时，可使用高速AC充电站对可拆卸飞行电池540快速充电。
图5B是与控制器模块600和信标模块650通信的可移动成像组件550的示例的图示。当通过将连接器230插入槽530来将图像捕获模块200附接到飞行器500时，形成可移动成像组件550。当连接器230插入狭槽530中时，连接器230和狭槽530中的成对紧固机构(例如，闩锁)可接合以固定新形成的连接。例如，弹簧加载的闩锁可接合以固定可移动成像组件550的连接。作为连接的一部分，嵌套在连接器230和槽530中的匹配的电子连接器(例如，USB类型C连接器)可接合以形成包括多个导体的电子连接，所述多个导体可用于从飞行器500向图像捕获模块200供电以及在可移动成像组件550的附接模块之间传送控制信号和数据(例如，图像数据)。
当用户试图断开飞行器500与图像捕获模块200的连接时，他们可以释放这些紧固机构。例如，闩锁可以由用户使用他们在按钮或释放杆上的手指手动释放。在一些实施方式中，必须同时释放两个闩锁以便从图像捕获模块200断开飞行器500的连接，这可以降低意外断开的风险。例如，将飞行器500与图像捕获模块200连接和断开的周期对于用户来说可以仅花费几秒来完成。
可移动成像组件550可经由无线链路与控制器模块600和信标模块650通信。在一些实施方式中，可移动成像组件550被配置为与信标模块650和控制器模块600两者无线通信。与信标模块650和控制器模块600两者通信可以允许第一用户主动地监视和/或控制可移动成像组件550从控制器模块600对图像的图像捕获，而可移动成像组件550在移动时跟随被动地承载信标模块650的第二用户或其他物体。这可以使得能够跟随不能向可移动成像组件550发出命令的对象(例如，动物)，或者使得被跟随的体验对第二用户来说更自然且更少精神负担，因此第二用户可以将他们的注意力集中在其它活动(例如，滑雪、冲浪或山地自行车)上。当可移动成像组件550的自主功能处理以下和导航任务时，第一用户可以集中于优化图像捕获的其它方面(例如，选择主体的透视、缩放或静态图像的定时抓拍)。
图6A是控制器模块600示例的图示。控制器模块600可被配置为与可移动成像组件(例如，可移动成像组件400或可移动成像组件550)无线通信，以控制可移动成像组件的运动和/或图像的捕获。控制器模块600包括显示器610，显示器610被配置为呈现由可移动成像组件捕获的图像和用于可移动成像组件的状态信息。例如，用于可移动成像组件的状态信息可以包括电池剩余指示器、视频记录指示器、编码状态(例如，每秒30帧的4K视频和记录时间)、飞行模式(例如，牵引模式、模拟模式或三脚架模式)、飞行事件通知和/或用户提示。显示器610可以是触摸屏显示器，其使得能够输入命令(例如，从显示器610上显示的图像中选择用于跟踪的主体/目标)。控制器模块600包括左操纵杆620和右操纵杆622，用于使用可移动成像组件的机械稳定系统(例如，机械稳定系统220)控制可移动成像组件的运动和/或图像传感器(例如，图像传感器210)的摇摄。控制器模块600包括按钮630，按钮630包括例如电源按钮和记录按钮。控制器模块600还可以包括麦克风，用于接收要中继到可移动成像组件的语音命令。
图6B是信标模块650示例的图示。信标模块650可以被配置为将位置数据无线地发送到可移动成像组件(例如，可移动成像组件400或可移动成像组件550)，以使得可移动成像组件能够跟随信标模块650。位置数据可以经由无线通信链路发送。例如，信标模块650可以包括位置传感器，例如GPS接收器，并且位置数据可以包括信标模块650的GPS坐标。在一些实施方式中，信标模块650包括惯性测量单元(例如，包括加速度计、陀螺仪和/或磁力计)，并且位置数据包括由惯性测量单元感测的信标模块650的位置和/或定向的变化。例如，无线通信链路可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee或ANT+。信标模块650可以是防水的和/或包括防水外壳，以使用户能够在各种使用场景中承载信标模块650。
信标模块650包括允许用户监视可移动成像组件(例如，可移动成像组件400或可移动成像组件550)的状态和/或经由无线通信链路向可移动成像组件发出一些命令以使可移动成像组件移动和/或捕获图像的用户界面。信标模块650包括用于呈现可移动成像组件的状态信息的显示器660。例如，用于可移动成像组件的状态信息可以包括电池剩余指示器、视频记录指示器、编码状态(例如，每秒30帧的4K视频和记录时间)、飞行模式(例如，牵引模式、模拟模式或三脚架模式)、飞行事件通知和/或用户提示。信标模块650包括用于开始和停止图像的捕获的记录按钮670。信标模块650包括起飞/着陆按钮672，以根据当前飞行状态指示飞行器(例如，飞行器500)起飞或着陆。信标模块650包括“暂停跟随”按钮674，以暂停和恢复跟随功能(例如，通过进入或离开三脚架跟随模式，在三脚架跟随模式中，可移动平台保持其当前位置，但仍可通过利用机械稳定系统进行摇摄来跟踪主体的运动)。信标模块650包括按钮680，用于相对于承载信标模块650的主体对可移动成像组件进行3-D重新定位。信标模块650还可以包括用于接收语音命令(例如，“跟随我”、“暂停”和“记录”)的麦克风。
图7A是被配置用于图像捕获的系统700的示例的框图。系统700包括图像捕获设备710(例如，可移动成像组件160或可移动成像组件162)，其包括被配置为从一个或多个图像传感器714接收图像的处理装置712。图像捕获设备710包括万向节和电机716，它们是机械稳定系统的致动器，所述机械稳定系统被配置为控制一个或多个图像传感器714的定向(例如，相对于可移动平台的定向)。万向节和电机716可由机械稳定系统的控制器控制，该机械稳定系统的控制器可由处理装置712(例如，作为软件模块或专用硬件模块)实现。处理装置712可以被配置为执行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接、电子图像稳定和/或编码)以基于来自一个或多个图像传感器714的图像数据生成输出图像。图像捕获设备710包括被配置为检测一个或多个图像传感器714的运动的一个或多个运动传感器718。一个或多个运动传感器718可以向机械稳定系统提供反馈信号。图像捕获设备710包括通信接口722，用于将图像传送到其它设备和/或接收命令或其它控制信令。图像捕获设备710包括用户界面720，其可允许用户控制图像捕获功能和/或查看图像。图像捕获设备710包括用于为图像捕获设备710供电的电池724。例如，系统700可用于实现本公开中描述的过程，诸如图17的过程1700、图18的过程1800和图19的过程1900。
处理装置712可以包括具有单个或多个处理核心的一个或多个处理器。处理装置712可包括存储器，例如随机存取存储器设备(RAM)、闪存、或任何其它合适类型的存储设备，例如非瞬时计算机可读存储器。处理装置712的存储器可包括可由处理装置712的一个或多个处理器访问的可执行指令和数据。例如，处理装置712可以包括一个或多个DRAM模块，诸如双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM)。在一些实施方式中，处理装置712可包括数字信号处理器(DSP)。在一些实施方式中，处理装置712可包括专用集成电路(ASIC)。例如，处理装置712可以包括定制图像信号处理器。在一些实施方式中，处理装置712可以在图像捕获设备710的不同部分中具有多个处理单元。例如，处理装置712可以包括可移动平台(例如，飞行器120、手持式模块130、手持式模块300或飞行器500)上的处理器和图像捕获模块(例如，图像捕获模块110或图像捕获模块200)中的处理器，所述处理器被通过连接器可移除地附接。
一个或多个图像传感器714被配置为捕获图像。一个或多个图像传感器714被配置为检测某一光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光，并将构成图像的信息传送为电信号(例如，模拟或数字信号)。例如，一个或多个图像传感器714可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)中的电荷耦合器件(CCD)或有源像素传感器。一个或多个图像传感器714可检测通过相应透镜(例如，直线透镜或鱼眼透镜)入射的光。在一些实施方式中，一个或多个图像传感器714包括模数转换器。在一些实施方式中，一个或多个图像传感器714具有重叠的各自视场。
用于一个或多个图像传感器714的机械稳定系统包括万向节和电机716。万向节和电机716可以是机械稳定系统(例如，机械稳定系统220)的部分。万向节和电机716可经由连接器(例如，连接器230)将一个或多个图像传感器714附接到可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)并控制它们的定向。万向节和电机716可跨越多个轴(例如，具有无刷直流电机的7轴万向节组)。机械稳定系统可包括控制器(例如，比例积分微分(PID)控制器)。例如，机械稳定系统的控制器可以由处理装置712实现(例如，作为软件模块或专用硬件模块)。
一个或多个运动传感器718被配置为检测一个或多个图像传感器714的运动。例如，一个或多个运动传感器718可以包括惯性测量单元(例如，包括陀螺仪、加速度计和/或磁力计)的部分，惯性测量单元安装在具有一个或多个图像传感器714的壳体中。在一些实施方式中，一个或多个运动传感器718可包括安装在图像捕获设备710的可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)中的惯性测量单元的部分。在一些实施方式中，一个或多个运动传感器718包括检测万向节和电机716的状态以测量图像传感器和图像捕获设备710的可移动平台的相对定向的传感器(例如，磁编码器、光学编码器和/或电位计)。例如，一个或多个运动传感器718可以包括编码器，编码器被配置为检测图像传感器相对于可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)的位置和定向。处理装置712可以被配置为基于来自一个或多个运动传感器718的传感器数据来确定定向估计的序列。例如，确定定向估计的序列可包括将二次估计应用于来自所述一个或多个运动传感器的多个传感器数据718。在一些实施方式中，运动传感器包括GPS接收器，其生成用于图像捕获设备710的GPS位置数据。
图像捕获设备710可以包括用户界面720。例如，用户界面720可包括用于向用户呈现图像和/或消息的LCD显示器。例如，用户界面720可包括用于交互地显示图像和其它数据并接收用户命令的触摸屏显示器。例如，用户界面720可包括用于从用户接收语音命令的麦克风。例如，用户界面720可包括按钮或开关，该按钮或开关使人能够手动打开和关闭图像捕获设备710。例如，用户界面720可包括用于拍摄图片的快门按钮。
图像捕获设备710可包括通信接口722，其可实现与个人计算设备(例如，智能手机、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机)和一个或多个专用控制器(例如，控制器模块140和/或信标模块150)的通信。例如，通信接口722可用于接收控制图像捕获设备710中的图像捕获和处理的命令。例如，通信接口722可用于将图像数据传送到个人计算设备或专用控制器控制器(例如，控制器模块140)。例如，通信接口722可包括有线接口，诸如高清多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口或火线接口。例如，通信接口722可以包括无线接口，诸如蓝牙接口、ZigBee接口和/或Wi-Fi接口。
图像捕获设备710可以包括电池724，电池724为图像捕获设备710和/或其外围设备供电。例如，电池724可以是用于飞行器的可拆卸飞行电池。例如，电池724可以是手持式模块的一部分。例如，电池724可以无线地或通过micro-USB接口充电。在一些实施方式中(未示出)，电池724可以由另一类型的电源(例如，由经由感应耦合接收电力的电路充电的电容器)代替。
图7B是配置用于图像捕获的系统730的示例的框图。系统730包括经由通信链路750通信的图像捕获设备740(例如，可移动成像组件160或可移动成像组件162)和个人计算设备760。图像捕获设备740包括被配置为捕获图像的一个或多个图像传感器742。图像捕获设备740包括通信接口748，通信接口748被配置为经由通信链路750将图像传送到个人计算设备760。个人计算设备760包括处理装置762，处理装置762被配置为使用通信接口766从一个或多个图像传感器742接收图像。图像捕获设备740包括万向节和电机744，它们是机械稳定系统的致动器，该致动器被配置为控制一个或多个图像传感器742的定向(例如，相对于可移动平台的定向)。万向节和电机744可由机械稳定系统的控制器控制，所述机械稳定系统的控制器可由处理装置762(例如，作为软件模块或专用硬件模块)实现，并经由通信链路750向电机744提供控制信号。处理装置762可以被配置为执行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接、电子图像稳定和/或编码)以基于来自一个或多个图像传感器742的图像数据生成输出图像。图像捕获设备740包括被配置为检测一个或多个图像传感器742的运动的一个或多个运动传感器746。一个或多个运动传感器746可(例如，经由通信链路750或在图像捕获设备740内内部)向机械稳定系统提供反馈信号。例如，系统730可用于实现本公开中描述的过程，诸如图17的过程1700、图18的过程1800和图19的过程1900。
一个或多个图像传感器742被配置为捕获图像。一个或多个图像传感器742被配置为检测某一光谱(例如，可见光谱或红外光谱)的光，并将构成图像的信息传送为电信号(例如，模拟或数字信号)。例如，一个或多个图像传感器742可以包括互补金属氧化物半导体(CMOS)中的电荷耦合器件(CCD)或有源像素传感器。一个或多个图像传感器742可检测通过相应透镜(例如，直线透镜或鱼眼透镜)入射的光。在一些实施方式中，一个或多个图像传感器742包括模数转换器。在一些实施方式中，一个或多个图像传感器742具有重叠的各自视场。
处理装置762可以包括具有单个或多个处理核心的一个或多个处理器。处理装置762可以包括存储器，例如随机存取存储器设备(RAM)、闪存、或者任何其他合适类型的存储设备，例如非瞬时计算机可读存储器。处理装置762的存储器可包括可由处理装置762的一个或多个处理器访问的可执行指令和数据。例如，处理装置762可以包括一个或多个DRAM模块，诸如双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)。在一些实施方式中，处理装置762可以包括数字信号处理器(DSP)。在一些实施方式中，处理装置762可包括专用集成电路(ASIC)。例如，处理装置762可以包括定制图像信号处理器。
用于一个或多个图像传感器742的机械稳定系统包括万向节和电机744。万向节和电机744可以是机械稳定系统(例如，机械稳定系统220)的部分。万向节和电机744可将一个或多个图像传感器742连接到可移动平台并控制它们的定向。万向节和电机744可跨越多个轴(例如，具有无刷直流电机的7轴万向节组)。机械稳定系统可包括控制器(例如，比例积分微分(PID)控制器)。例如，机械稳定系统的控制器可以由处理装置762实现(例如，作为软件模块或专用硬件模块)。例如，机械稳定系统的控制器可以由与图像捕获设备740集成的专用硬件模块来实现。
一个或多个运动传感器746被配置为检测一个或多个图像传感器742的运动。例如，一个或多个运动传感器746可以包括惯性测量单元(例如，包括陀螺仪、加速度计和/或磁力计)的部分，惯性测量单元安装在具有一个或多个图像传感器742的壳体中。在一些实施方式中，一个或多个运动传感器746可包括安装在图像捕获设备740的可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)中的惯性测量单元的部分。在一些实施方式中，一个或多个运动传感器746包括检测万向节和电机744的状态以测量图像传感器和图像捕获设备740的可移动平台的相对定向的传感器(例如，磁编码器、光学编码器和/或电位计)。例如，一个或多个运动传感器746可以包括编码器，编码器被配置为检测图像传感器相对于可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)的位置和定向。处理装置762可以被配置为基于来自一个或多个运动传感器746的传感器数据来确定定向估计的序列。例如，确定定向估计的序列可包括将二次估计应用于来自一个或多个运动传感器746的多个传感器数据。在一些实施方式中，运动传感器746包括GPS接收器，其生成用于图像捕获设备740的GPS位置数据。
通信链路750可以是有线通信链路或无线通信链路。通信接口748和通信接口766可以使得能够通过通信链路750进行通信。例如，通信接口748和通信接口766可以包括高清多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、火线接口、蓝牙接口、ZigBee接口和/或Wi-Fi接口。例如，通信接口748和通信接口766可用于将图像数据从图像捕获设备740传送到个人计算设备760以进行图像信号处理(例如，滤波、色调映射、拼接和/或编码)，以基于来自一个或多个图像传感器742的图像数据生成输出图像。例如，通信接口748和通信接口766可用于将运动传感器数据从图像捕获设备740传送到个人计算设备760，以在机械稳定系统的控制器中进行处理。例如，通信接口748和通信接口766可用于将控制信号从个人计算设备760传送到图像捕获设备740，以控制图像捕获设备740的机械稳定系统的万向节和电机744和/或飞行器的运动。
个人计算设备760可包括用户界面764。例如，用户界面764可以包括用于向用户呈现图像和/或消息并从用户接收命令的触摸屏显示器。例如，用户界面764可以包括使人能够手动打开和关闭个人计算设备760的按钮或开关。在一些实施方式中，经由用户界面764接收的命令(例如，开始记录视频、停止记录视频、抓拍照片或选择跟踪目标)可以经由通信链路750传递到图像捕获设备740。本文描述的模块化图像捕获系统可以解决较旧图像捕获系统的问题。例如，分立的手持式相机和机械稳定器系统可能大、重、不适合于安装，并且可能不能很好地相互操作。当触摸LCD安装在机械稳定系统中时，可能难以观看和触摸相机的触摸LCD。一些使用分立机械稳定器的手持式系统可以使用多个电池。例如，分立相机、稳定器、飞行器和飞行器电池系统可能大、重、并且可能不能很好地相互操作。这些系统可以有多个电池。这些系统可能会很吵。在这样的系统上安装/拆卸螺旋桨可能很困难。带有快速释放螺旋桨的系统可能会使人困惑/难以安装/拆卸。分立的飞行器设计可能大、昂贵、并且有许多分立的电子零件、线束、板和互连。有些飞行器可能无法在电池断电前检测或记录电池是否已拆下。一些飞行电池在运行过程中无法检测或记录是否已断开。另一方面，一些完全集成的图像捕获系统不能用于所有期望的使用场景，包括手持式、飞行式和挂载式用例。
所提出的体系结构通过图像捕获模块(包括与稳定器集成的相机)、具有主要用于手持式用例的电子和机械零件的手持式模块(例如，握把)以及单独的飞行器和飞行电池来解决这些问题中的一些问题。图像捕获模块利用位于稳定器的外轴上的头部中的很少的电子器件和光学器件(例如，透镜、图像传感器、麦克风和LED)来实现。这使得头部(稳定器有效载荷)一样小和轻，这也减少了稳定器的尺寸和质量。头部(稳定器有效载荷)通过稳定器将所有信号和电力发送到图像捕获模块的基座，图像信号处理器、存储器、按钮、LED、电源管理、USB外部接口、GPS、WiFi和蓝牙系统位于该基座。手持式模块(例如，握把)集成了触摸LCD，该触摸LCD在手持式用例中易于查看和触摸，并且在飞行用例中不需要(例如，可以增加额外的尺寸和质量而不增加效用)。扬声器、LED和按钮被放置在手持式模块上，以便于在手持式使用场景中使用。飞行器可以将其所有子系统与单个系统级芯片(SoC)集成。飞行器记录子系统可具有记录基本电源轨和完全断电时电池断开的能力。飞行电池可以被配置为检测和记录电池断开、电源轨和关键故障。
对于手持式用例，一些实施方式包括附接到图像捕获模块的手持式模块(例如，握把)，所述图像捕获模块包括相机和集成机械稳定系统(例如，包括万向节和电机)。使用集成的相机和稳定器可以实现电子器件的合并，减小总体体积，减小总质量，减小总成本和/或减小电子复杂性。例如，与一些较旧的图像捕获系统相比，可以移除一个电池，可以移除两个微控制器，并且可以移除一个惯性测量单元(IMU)。许多电子和机械接口可以被移除。电机可以集成到机械稳定系统的臂部，从而进一步减少质量、体积和成本。在一些实施方式中，外稳定器轴仅包含操作相机所需的最小电子器件(例如，包括透镜、图像传感器、传感器PCB、麦克风、IMU和/或到基座的互连件)。传感器、IMU和麦克风数据可以被路由回基座以进行处理。机械稳定系统的三个轴可以包括各自的位置传感器和电机控制器。例如，电机控制器可以通过仅执行最低级别的电机控制而同时从计算更高级控制的基站接收命令来简化。图像捕获模块的基座可以包含集成图像传感器处理器(ISP)和稳定器控制器。ISP可以包括诸如电源子系统、RAM、Flash、WiFi、蓝牙、GNSS、磁力计、可拆卸SD卡、Type-C外部接口、HDMI外部接口的许多外设。
对于飞行使用场景，一些实施方式可以包括飞行器、飞行电池、包括集成机械稳定系统的图像捕获模块、以及被配置为使用附接到飞行器的图像捕获模块无线控制图像捕获的控制器模块。例如，飞行器可以将以下硬件子系统与单个SoC集成：视觉定位系统、外围测距系统、立体视觉系统、低延迟视频编码、远程无线和/或飞行控制器。单个SoC实现惯性和视觉定位的集成软件；向下、向前和外围目标检测；向下、向前和外围目标回避；目标跟踪；和/或映射。
在一些实施方式中，附加设备可以被包括在这些图像捕获系统(例如，图1A和图1B的可移动成像系统100)中。兼容的其它设备可包括：小型电池供电的安装架、大型无人驾驶飞行器(例如，大于图5A的飞行器500)，以及自主地面飞行器。
在一些实施方式中，可以包括与上述手持式模块(例如，图3A的手持式模块300)和飞行器(例如，图5A的飞行器500)兼容的其它图像捕获模块。例如，可以提供附加的兼容图像捕获模块，其包括：360度视场相机、180度视场相机、红外相机、多光谱相机、雷达系统、窄视场相机、和/或测量、照明或定位设备。这些附加的图像捕获设备可以被调入/调出以适合特定的使用场景。
图8是安装支架800的示例的图示。安装支架800被配置为保持手持式可移动成像组件(例如，可移动成像组件400)以实现免提图像捕获。安装支架800包括用于将手持式模块插入其中的空间810，手持式模块可通过安装支架800的铰接带820固定在该空间810中。安装支架800包括安装突片830，其中安装突片830具有孔。例如，可以通过安装突片830的孔插入线、缆线或螺钉，并用于将安装支架800紧固到人或物体，以使得能够从人或物体的有利点捕获图像。例如，安装支架800可以在人从事体育活动(例如，单板滑雪或骑自行车)时紧固到人的胸部或手臂。
图9是在安装的使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统900的示例的框图。可移动成像系统900包括具有集成机械稳定系统和图像传感器的图像捕获模块910。例如，图像捕获模块910可以是图1A和图1B的图像捕获模块110和/或图2A和图2B的图像捕获模块200。可移动成像系统900包括可移除地附接到图像捕获模块910的手持式模块920。例如，手持式模块920可以是图1A和图1B的手持式模块130和/或图3A和图3B的手持式模块300。可移动成像系统900包括安装支架930，安装支架930保持手持式模块920以将可移动成像系统900紧固在人或物体上的适当位置。例如，安装支架930可以是图8的安装支架800。可移动成像系统900可包括用于与外部设备通信(例如，以输出图像和/或接收命令)的多个接口。在该示例中，可移动成像系统900包括：uHDMI接口940，用于将数字音频&4K60视频发送出去；USB类型C接口950，用于手持式模块920的USB 3.0数据交换和充电；以及无线接口960(例如，WiFi和/或蓝牙接口)，以连接到网络和个人计算设备(例如，Android和/或iOS设备)。
图10是在飞行启用的使用场景中具有模块化部件的可移动成像系统1000的示例的框图。可移动成像系统1000包括具有集成机械稳定系统和图像传感器的图像捕获模块1010。例如，图像捕获模块1010可以是图1A和图1B的图像捕获模块110和/或图2A和图2B的图像捕获模块200。可移动成像系统1000包括可移除地附接到图像捕获模块1010的飞行器1020。例如，飞行器1020可以是图1A和图1B的飞行器120和/或图5A的飞行器500。可移动成像系统1000包括飞行电池1030，飞行电池1030插入到飞行器1020中并向飞行器1020提供电力。可移动成像系统1000包括控制器模块1040，控制器模块1040被配置为经由控制器模块1040和飞行器1020之间的远程无线接口1080在一定距离处控制飞行器1020，用于传送视频、数据和控制信号。例如，控制器模块1040可以是图1A和图1B的控制器模块140和/或图6A的控制器模块600。可移动成像系统1000包括信标模块1050，信标模块1050被配置为经由中程无线接口1082与飞行器1020无线通信，用于数据、控制和可选地视频数据，以使飞行器1020能够跟随信标模块1050。例如，信标模块1050可以是图1A和图1B的信标模块150和/或图6B的信标模块650。可移动成像系统1000包括个人计算设备1060(例如，智能电话、平板或膝上型计算机)，其被配置为经由飞行器1020的短程WiFi接口1084与飞行器1020无线通信以用于控制、数据和视频传送。例如，个人计算设备1060可以是Android或iOS设备。可移动成像系统1000包括被配置为与控制器模块1040无线通信以用于控制信号和数据传送的个人计算设备1070(例如，智能电话、平板或膝上型计算机)。例如，个人计算设备1060可以是Android或iOS设备。控制器模块1040可包括用于连接到网络和Android或iOS设备的WiFi和/或蓝牙接口1086。控制器模块1040可以包括串行端口接口1088(例如，USB类型C接口)，以实现到个人计算设备1070的USB 2.0数据传送以及控制器模块1040的充电。
图11是手持式模块1100的示例的框图。手持式模块1100包括微控制器1110；USB类型C接口1112；按钮和LED 1114；电池和电力子系统1116；机电接口1118；触摸液晶显示器(LCD)1120；和扬声器1122。机电接口1118被配置为可移除地将手持式模块1100附接到图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)。机电接口1118可提供图像捕获模块(例如，具有集成稳定器的相机)的改进的锁定和释放。当附接到图像捕获模块(例如，图像捕获模块1200)时，手持式模块1100可经由机电接口1118形成到图像捕获模块的通信链路1132(例如，包括USB3.0、I2C、SPI和/或MIPI信号)。这可以在图像捕获模块和手持式模块1100之间提供比在一些较旧系统中可用的更高的数据传送速率。机电接口1118还可以使得能够经由机电接口1118的导体从电池和电力子系统1116向附接的图像捕获模块(例如，图像捕获模块200)提供电力。USB类型C接口1112可以使得能够将手持式模块1100连接到外部计算设备(例如，膝上型计算机或平板电脑)，以便经由通信链路1130(例如，使用USB 3.0信号)进行快速数据传送，并对电池和电源子系统1116进行充电。与在机械稳定系统的有效载荷中与相机集成的一些较旧系统的触摸LCD相比，触摸LCD 1120定位在手持式模块1100上时可更容易查看和触摸。触摸LCD 1120可以是被配置为呈现由图像捕获模块捕获并经由通信链路1132从图像捕获模块1200接收的图像的显示器。触摸LCD 1120可以被配置为允许用户输入命令。例如，用户可以经由触摸LCD 1120输入命令以改变万向节角度；输入“自拍模式”或“高亮标签”。例如，触摸LCD 1120可以被配置为检测手势，以使得用户能够通过在帧呈现在触摸LCD1120上时指定对象或帧的其他部分来在时间和/或空间上生成视频数据的部分。通过将触摸LCD 1120定位在手持式模块1100上而不是在附接的图像捕获模块中，触摸LCD 1120可以从飞行或最小安装的用例中的其它可移动成像组件(例如，可移动成像组件160)中省略，以减小用于那些使用场景的组件的尺寸和重量。在一些实施方式中，扬声器1122可以放置在手持式模块1100(例如，握把)上，以增强用于特定用例的声音投射(例如，当手持式模块被握在手中或搁在桌面上时)。在一些实施方式中，按钮和LED 1114被放置在手持式模块1100(例如，握把)上，从而消除了不必要的冗余，导致比一些较旧的图像捕获系统中所需要的按钮和LED总数更少。
例如，图1A至图1B的手持式模块130可以包括手持式模块1100的部件。例如，图3A的手持式模块300可以包括手持式模块1100的部件(例如，显示器310可以包括触摸LCD1120和/或槽340可以包括机电接口1118)。
图12是具有集成机械稳定系统(例如，包括万向节和电机)的图像捕获模块1200的示例的框图，所述集成机械稳定系统被配置为控制图像传感器的定向。为了提供图像传感器的机械稳定性，图像捕获模块1200包括可以相对于彼此移动的四个部分：具有第一电机的基座1210；具有第二电机的内轴1212；具有第三电机的中轴1214；以及具有相机支架(例如，集成机械稳定系统的有效载荷)的外轴1216。可以被称为图像捕获模块1200的头部的外轴1216包括被配置为捕获图像的图像传感器1220和允许光入射到图像传感器1220以便于捕获图像的透镜1222(例如，鱼眼透镜或直线透镜)。外轴1216包括用于显示状态信息和记录对应图像(例如，视频)的声音的LED和麦克风1230。外轴1216包括具有加热器的惯性测量单元(IMU)1240。中轴1214包括具有位置传感器(例如，包括比例积分微分(PID)控制器和光学编码器)的电机控制器1250，该电机控制器1250被配置为测量和控制外轴1216相对于中轴1214的相对定向。内轴1212包括具有位置传感器(例如，包括PID控制器和光学编码器)的电机控制器1252，该电机控制器1252被配置为测量和控制内轴1212相对于中轴1214的相对定向。
基座1210包括处理装置1260和连接器，所述连接器被配置为可互换地将机械稳定系统连接到飞行器(例如，飞行器120)和手持式模块(例如，手持式模块130)。处理装置1260可被配置为向机械稳定系统的电机控制器(例如，电机控制器1250或电机控制器1252)发送命令。处理装置1260可包括图像信号处理器，其被配置为从图像传感器1220接收图像数据。处理装置1260还可以包括随机存取存储器(RAM)、闪存、微控制器以及电机控制器和位置传感器(例如，包括PID控制器和编码器)，所述电机控制器和位置传感器被配置为测量和控制内轴1212相对于基座1210的相对定向。
基座1210包括机电接口1270，机电接口1270被配置为将图像捕获模块1200可移除地附接到手持式模块(例如，手持式模块1100)、飞行器(例如，飞行器1300)或另一可移动平台。机电接口1270可提供图像捕获模块1200从可移动平台(例如，飞行器120或手持式模块130)的改进的锁定和释放。当附接到可移动平台时，图像捕获模块1200可经由机电接口1270形成到可移动平台的通信链路1280(例如，包括USB 3.0、I2C、SPI和/或MIPI信号)。这可以在图像捕获模块1200与手持式模块或其它可移动平台之间提供比在一些较旧系统中可用的更高的数据传送速率。机电接口1270还可以使得能够经由机电接口1270的导体从附接的可移动平台的电池向附接的图像捕获模块1200供电。
基座1210包括微HDMI接口1272，微HDMI接口1272被配置为提供HDMI链路1282，用于将视频信号传送到外部设备(例如，计算机或电视机)。基座1210包括用于访问用于存储图像数据的可移动存储卡的SD卡接口1274。基座1210包括一个或多个无线接口1276(例如，WiFi接口和/或蓝牙接口)，用于与外部计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)建立无线通信链路1286。基座1210包括位置和定向传感器1278(例如，包括磁力计和/或全球定位系统(GPS)接收器)，该传感器可被配置为确定图像捕获模块1200的全局位置和定向。
位于基座1210中的处理装置1260可以控制和接收来自外轴1216上的电子部件的数据，以便减少外轴1216上的电子器件的数量，从而减小图像捕获模块1200的头部的尺寸和重量，该头部是集成机械稳定系统的有效载荷。例如，机械稳定系统可包括附接到图像传感器1220、运动传感器(例如，IMU 1240)和麦克风1230的外轴1216。在一些实施方式中，处理装置1260被配置为经由穿过机械稳定系统而被布线的导体从运动传感器(例如，IMU1240)接收数据和从麦克风1230接收数据。
图像捕获模块1200的体系结构可以提供优于一些较旧的图像捕获系统的优点。例如，集成相机和稳定器可以实现电子器件的整合，减少图像传感器和图像稳定系统的组合的总体体积、总体质量、总体成本和/或电子复杂性。使用该体系结构，可以从图像捕获模块1200省略相机电池，并且图像捕获模块可以替代地在各种使用场景中经由机电接口1270汲取电力。由于系统集成，包括在整体图像捕获系统中的多个微控制器可相对于较旧的系统减少(例如，可移除两个微控制器)。在一些实施方式中，需要较少的运动传感器来启用机械图像稳定系统(例如，由于系统集成，可以移除惯性测量单元)。相对于一些较旧的系统，许多电子和机械接口可被移除。电机可以集成到机械稳定系统的臂中，以进一步减少质量、体积和成本。在一些实施方式中，外轴1216仅包含操作相机所需的减少的电子器件组(例如，包括透镜1222、图像传感器1220、传感器PCB、麦克风1230、IMU1240以及到基座1210的互连件)。例如，所有图像传感器1220、IMU1240和麦克风1230数据可被路由回基座1210以由处理装置1260的图像信号处理器处理。电机控制器1250可以通过在从基座1210中的处理装置1260接收命令的同时仅执行最低级别的电机控制而被简化，处理装置1260计算更高级别的控制。可以增加和利用磁力计和全球定位系统来改进稳定性。机械稳定系统可配置为用于转回自拍用例。机械稳定系统可配置为侧向转向以实现肖像模式。在一些实施方式中，机械稳定系统可以被配置为折叠平整以用于装载。将相机和稳定器结合在一起增加了在软件中实现对主体(例如，人或物体)的检测和跟踪的能力。
图13是飞行器1300的示例的框图。飞行器1300包括：处理装置1310；到飞行电池的机电接口1320；远程无线接口1324；LED 1328；推进系统1330；故障安全记录系统1334；到图像捕获模块的机电接口1340；运动传感器1350；视觉定位系统1352，前向视觉系统1354；和外围漫游器1356。例如，飞行器1300可以是图1A和图1B的飞行器120。例如，飞行器1300可以是图5A的飞行器500。
处理装置1310可包括应用处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、编码器、随机存取存储器(RAM)、闪存和/或微控制器。在一些实施方式中，应用处理器与改进的GPU和DSP的组合被用于实现新特征(例如，定位、映射、高级控制、回避、自治和主体跟踪)的软件开发。例如，处理装置1310的部件可以在单个片上系统(SoC)上实现。在一些实施方式中，实现了更大的系统集成，使得所有处理都在处理装置1310的主应用处理器和微控制器上完成。
机电接口1320可用于将飞行电池(例如，飞行电池1400)可拆卸地附接到飞行器1300。飞行器1300可在飞行或其它操作期间经由机电接口1320中的导体从飞行电池汲取电力。机电接口1320可以相对于较旧的系统进行改进，以具有用于改进的故障安全性的双独立正闩锁。机电接口1320可以被配置为使得飞行电池是顶部加载的，这允许飞行电池在正常操作期间自然地保持就位。可以经由机电接口1320的导体在飞行电池和处理装置1310之间建立通信链路1322(例如，USB或其它串行端口链路)，以实现状态和控制信号的传送。
信息(例如，控制信号和/或图像数据)可以经由无线链路1326在飞行器1300和控制器模块(例如，控制器模块1500)之间传送。例如，无线链路1326可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路和/其它无线协议。例如，由经由机电接口1340附接的图像捕获模块捕获的图像(例如，全分辨率或降低分辨率的静止图像或视频)可由控制器模块(例如，控制器模块600)接收并在触摸屏显示器上显示给用户。在一些实施方式中，飞行器120被配置为与信标模块(例如，信标模块150)和控制器模块(例如，控制器模块140)两者进行无线通信。远程无线接口1324可以相对于较旧的系统进行改进，以实现更长的范围和对噪声的更高适应性。
LED 1328可以定位在飞行器的外部，并且被配置为向远处的用户指示飞行器1300的定向和状态。
推进系统1330可包括无扭曲、快速释放的螺旋桨接口1332。飞行器1300的螺旋桨可以是低质量的，以高效率和低噪声操作。在一些实施方式中，螺旋桨可构造成用于折叠和/或快速释放。
故障安全记录系统1334可以增加记录电池拉动以及关键电源轨的能力。
机电接口1340被配置为可移除地将飞行器1300附接到图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)。机电接口1340可提供图像捕获模块(例如，具有集成稳定器的相机)的改进的锁定和释放。当附接到图像捕获模块(例如，图像捕获模块1200)时，飞行器1300可经由机电接口1340形成到图像捕获模块的通信链路1342(例如，包括USB3.0、I2C、SPI和/或MIPI信号)。这可以在图像捕获模块和飞行器1300之间提供比在一些旧系统中可用的更高的数据传送速率。机电接口1340还可以使得能够经由机电接口1340的导体从飞行电池向附接的图像捕获模块(例如，图像捕获模块200)供电。
运动传感器1350可包括具有加热器的惯性测量单元(IMU)、腔室中的气压计、磁力计和/或GPS接收器。例如，可以将加热器添加到IMU，这可以提高飞行稳定性。在一些实施方式中，IMU冗余被添加到运动传感器1350以提高故障安全性。例如，可以在气压计周围添加腔室，这可以提高飞行稳定性。
视觉定位系统1352可基于来自经由机电接口1340附接的图像捕获模块的捕获图像来确定位置估计。前向视觉系统1354可提供具有实现对象检测、回避、映射和/或跟踪的能力的软件。外围漫游器1356可提供具有实现对象检测和回避的能力的软件。
对于飞行使用场景，飞行器1300可以提供优于一些较旧的图像捕获系统的优点。例如，与较旧的系统(例如，从l945g到899g)相比，具有附接的图像捕获模块(例如，图像捕获模块1200)和附接的飞行电池(例如，飞行电池1400)的飞行器1300的总质量(总重)可以减小。减少这种成像组件的质量可以使飞行时间的改进、安全性的改进和便携性的改进成为可能。飞行器1300可以比一些较旧的系统更不令人畏惧且噪音更小。在一些实施方式中，由于与飞行电池集成，在较旧系统中需要的一个或多个按钮可被省略。
图14是飞行电池1400示例的框图。飞行电池1400包括燃料计1410；机电接口1420；LED 1430；按钮1440；电池1450，其被配置为存储能量；以及电池管理系统1452。燃料计1410可以实现为单个集成电路(IC)。在一些实施方式中，由于更大的系统集成到燃料计IC上，相对于较旧的系统可以省略微控制器。燃料计1410可实现椭圆曲线密码散列以用于改进的电池认证。相对于一些较旧的系统，该加密散列可以被改进，从而使得电池认证的改进成为可能。例如，燃料计1410可实现故障安全记录系统，以检测操作期间的异常状况、关键故障(例如，电压、电流、温度、电池健康状况)、电池分离，和/或操作期间的电压和电流。
机电接口1420可用于将飞行电池1400可拆卸地附接到飞行器(例如，飞行器1300)。飞行电池1400可在飞行或其它操作期间经由机电接口1420中的导体向飞行器供电。机电接口1420可以相对于较旧的系统进行改进，以具有用于改进的故障安全性的双独立正闩锁。机电接口1420可以被配置为使得飞行电池是顶部加载的，这允许飞行电池在正常操作期间自然地保持就位。可以经由机电接口1420的导体在飞行器和燃料计1410之间建立通信链路1422(例如，USB或其它串行端口链路)，以实现状态和控制信号的传送。
LED 1430可以定位在飞行电池1400的外部上，并且被配置为提供关于飞行电池的状态信息(例如，充电状态)。
按钮1440可以是多功能按钮，其可以用于操作飞行电池1400和飞行器(例如，无人机)两者。
电池1450可包括相对于一些较旧的飞行电池的增加的电池化学成分，用于更高的重量密度以改善飞行时间。在一些实施方式中，图像捕获系统可包括用于飞行电池1400的专用充电器，该专用充电器可附接到飞行电池1400以用于当飞行电池不与飞行器一起使用时进行充电。例如，专用充电器可经由机电接口1420附接到飞行电池1400。专用充电器可提供检测多个不同电池并以适合于相应电池的方式对它们充电的能力。专用充电器可以使充电时间更快，并且相对于一些较旧的系统具有更小的质量和体积。
图15是控制器模块1500示例的框图。控制器模块1500包括处理装置1510、USB类型C接口1520、远程无线接口1524、LED 1528、触觉1530、扬声器1532、麦克风1534、触摸LCD1540、运动传感器1550、操纵杆1560、滑块1562和按钮1564。例如，控制器模块1500可以是图1A和图1B的控制器模块140。
例如，处理装置1510可以包括应用处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、解码器(例如，视频解码器)、随机存取存储器(RAM)和/或闪存。在一些实施方式中，具有改进的微处理器、DSP、解码器和GPU的应用处理器被包括在处理装置1510中，以改进软件和模拟器平滑性并实现新的可更新软件特征。
USB类型C接口1520可以使得能够将控制器模块1500连接到外部计算设备(例如，膝上型计算机或平板电脑)，以便经由通信链路1522(例如，使用USB 3.0信号)进行快速数据传送，并为控制器模块1500的电池充电。
信息(例如，控制信号和/或图像数据)可以经由无线链路1526在可移动成像组件(例如，包括飞行器1300或手持式模块1100)和控制器模块1500之间传送。例如，无线链路1526可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路和/其它无线协议。例如，由可移动成像组件的图像传感器捕获的图像(例如，静止图像或全分辨率或降低分辨率的视频)可由控制器模块1500接收并在触摸LCD 1540上显示给用户。远程无线接口1524可以相对于较旧的系统进行改进，以实现更长的范围和对噪声的更高弹性。
LED 1528可以定位在控制器模块1500上，并且被配置为向用户指示控制器模块1500和经由无线链路1526被控制的可移动成像组件的状态。
触觉1530可被配置为振动或以其它方式向控制移动成像组件的控制器模块1500的用户提供触觉反馈。例如，触觉1530可以被配置为当由控制器模块1500控制的飞行器(例如，飞行器1300)接近或进入指定的禁飞区时振动。
例如，触摸LCD 1540可以类似于图6A的显示器610。在一些实施方式中，与一些较旧的系统相比，触摸LCD 1540具有增加的屏幕亮度，以更好地促进户外使用。
例如，运动传感器1550可包括惯性测量单元(IMU)、气压计、磁力计和/或GPS接收器。在一些实施方式中，IMU、气压计和磁力计相对于一些较旧的系统被改进(例如，提供更高精度的测量)，以便更好地启用跟随和定位软件。
操纵杆1560(例如，图6A的左操纵杆620和右操纵杆622)可被配置为用于控制可移动成像组件(例如，包括图像捕获模块1200和手持式模块1100或飞行器1300的可移动成像组件)的运动和/或使用可移动成像组件的机械稳定系统控制图像传感器(例如，图像传感器1220)的摇摄。在一些实施方式中，与一些较旧的系统相比，操纵杆1560可以具有改进的精度和死区。
例如，滑块1562可以被配置为控制图像传感器(例如，图像传感器1220)的摇摄。在一些实施方式中，与一些较旧的系统相比，滑块1562可以具有增大的滑块范围和/或改进的精度和死区。
图16是信标模块1600的示例的框图。信标模块1600包括处理装置1610、USB类型C接口1620、中程无线接口1624、LED 1628、扬声器1630、麦克风1632、触摸LCD 1640、运动传感器1650和按钮1660。例如，信标模块1600可以是图1A和图1B的信标模块150。
例如，处理装置1610可以包括应用处理器、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、解码器(例如，视频解码器)、随机存取存储器(RAM)和/或闪存。在一些实施方式中，具有改进的微处理器、DSP、解码器和GPU的应用处理器被包括在处理装置1610中，以改进软件并实现新的可更新软件特征。例如，处理装置可以配置有软件，以生成位置数据并将其发送到可移动成像组件，以实现免提操作和跟随我(follow-me)功能。
USB类型C接口1620可以使得能够将信标模块1600连接到外部计算设备(例如，膝上型计算机或平板电脑)，以便经由通信链路1622(例如，使用USB 3.0信号)进行快速数据传送，并为信标模块1600的电池充电。
信息(例如，位置数据和/或其它控制信号)可以经由无线链路1626在可移动成像组件(例如，包括飞行器1300或手持式模块1100)和信标模块1600之间传送。例如，无线链路1626可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee、ANT+链路和/其它无线协议。中程无线接口1624可以相对于较旧的系统进行改进，以实现更长的范围和对噪声的更高弹性。
LED 1628可以被定位在信标模块1600上，并且被配置为向用户指示信标模块1600和经由无线链路1626被控制的可移动成像组件的状态。
例如，触摸LCD 1640可以是小的，以便装配在紧凑的信标模块1600上。在一些实施方式中，与一些较旧的系统相比，触摸LCD 1640具有增加的屏幕亮度，以更好地促进户外使用。
例如，运动传感器1650可包括惯性测量单元(IMU)、气压计、磁力计和/或GPS接收器。在一些实施方式中，IMU、气压计和磁力计相对于一些较旧的系统被改进(例如，提供更高精度的测量)，以便更好地启用跟随和定位软件。
例如，按钮1660可以类似于图6B的信标模块650上所示的按钮。
用户可以在可移动成像系统100的各种使用场景之间切换，包括图1A的第一使用场景和图1B的第二使用场景，以使其图像捕获模式适合于变化的环境。例如，用户可以使用可移动成像系统100来实现图17的过程1700。
图17是用于在多个使用场景中利用具有模块化部件的可移动成像系统的过程1700的示例的流程图。过程1700包括将包括图像传感器和集成机械稳定系统的图像捕获模块连接1710到飞行器；使带有附接到飞行器的图像捕获模块的飞行器飞行1720，并且在飞行时利用图像传感器捕获第一图像；从飞行器断开1730图像捕获模块；将图像捕获模块连接1740至手持式模块，手持式模块包括电池；当图像捕获模块附接到手持式模块时，利用图像传感器捕获1750第二图像，并从电池汲取电力；存储、显示或发送1760基于第一图像和第二图像的输出图像；以及将图像捕获模块与手持式模块断开1770。例如，过程1700可以使用可移动成像系统100来实现。
过程1700包括将包括图像传感器和集成机械稳定系统的图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)连接1710到飞行器(例如，飞行器120)。例如，图像捕获模块可以包括键入到飞行器的槽(例如，槽530)的连接器(例如，连接器230)。例如，将图像捕获模块连接到飞行器1710可以包括将连接器插入槽中。当连接器插入槽中时，连接器和槽中的成对紧固机构(例如，闩锁)可接合以固定新形成的连接。例如，弹簧加载的闩锁可接合以固定连接。作为连接的一部分，嵌套在连接器和槽中的匹配的电子连接器(例如，USB类型C连接器)可接合以形成包括多个导体的电子连接件，多个导体可用于从飞行器向图像捕获模块供电以及在所附接的图像捕获模块和飞行器之间传送控制信号和数据(例如，图像数据)。例如，机械稳定系统包括比例积分微分控制器控制的万向节和电机。
过程1700包括使带有附接到飞行器的图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)的飞行器(例如，飞行器120)飞行1720，并且在飞行时利用图像传感器捕获第一图像。例如，飞行1720飞行器和捕获第一图像可以包括经由无线通信链路从控制器模块(例如，控制器模块140)、信标模块(例如，信标模块150)和/或个人计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)向飞行器和/或图像捕获模块发出命令(例如，起飞命令、跟踪主体的“跟随我”命令、开始捕获命令和/或六自由度导航和摇摄命令)。例如，可以指示飞行器跟随承载向飞行器发送位置数据的信标模块的用户。例如，图18的过程1800可被实现为利用控制器模块和信标模块控制飞行器和附接的图像捕获模块，以使其捕获第一图像。
过程1700包括将图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)从飞行器(例如，飞行器120)断开1730。例如，从飞行器断开图像捕获模块1730可包括释放连接器(例如，连接器230)和槽(例如，槽530)的紧固机构。例如，闩锁可以由用户使用他们在按钮或释放杆上的手指手动释放。在一些实施方式中，必须同时释放两个闩锁，以便从图像捕获模块断开1730飞行器。
过程1700包括将图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)连接1740到手持式模块(例如，手持式模块130)，手持式模块包括电池和集成显示器。例如，图像捕获模块可以包括键入到手持式模块的槽(例如，槽340)的连接器(例如，连接器230)。例如，将图像捕获模块连接1740到手持式模块可以包括将连接器插入槽中。当连接器被插入槽中时，连接器和槽中的成对紧固机构(例如，闩锁)可接合以固定新形成的连接。例如，弹簧加载的闩锁可接合以固定该连接。作为连接的一部分，嵌套在连接器和槽中的匹配的电子连接器(例如，USB类型C连接器)可接合以形成包括多个导体的电子连接，该多个导体可用于从电池向图像捕获模块供电以及在所附接的图像捕获模块和手持式模块之间传送控制信号和数据(例如，图像数据)。
过程1700包括在图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)附接到手持式模块(例如，手持式模块130)时用图像传感器捕获1750第二图像，并且从电池汲取电力。例如，捕获1750第二图像可以包括经由无线通信链路从控制器模块(例如，控制器模块140)、信标模块(例如，信标模块150)和/或个人计算设备(例如，智能手机、平板电脑或膝上型计算机)向手持式模块和/或图像捕获模块发出命令(例如，跟踪主体的“跟随我”命令、“自拍模式”命令、“高亮标签”命令、开始捕获命令和/或三自由度摇摄命令)。例如，可以指示手持式模块跟随承载向手持式模块发送位置数据的信标模块的用户。
过程1700包括基于第一图像和第二图像来存储、显示或发送1760输出图像。例如，图19的过程1900可被实现为基于第二图像发送和显示1760输出图像。在一些实施方式中，输出图像之一是第一图像。在一些实施方式中，输出图像之一是第二图像。在一些实施方式中，第一图像和第二图像可以通过经受附加的图像处理(例如，感知色调映射、镜头畸变校正、电子滚动快门校正、与视差校正的拼接和混合以组合来自多个图像传感器的图像、和/或输出投影)来确定各自的输出图像。例如，输出图像可以被发送1760到外部设备(例如，个人计算设备)以用于显示或存储。例如，输出图像可以存储1760在处理装置(例如，处理装置712或处理装置762)的存储器中。例如，可以在用户界面720或用户界面764中显示1760输出图像。例如，可以经由通信接口722发送1760输出图像。
过程1700包括断开1770图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)与手持式模块(例如，手持式模块130)的连接。例如，将图像捕获模块从手持式模块断开1770可以包括释放连接器(例如，连接器230)和槽(例如，槽340)的紧固机构。例如，闩锁可以由用户使用他们在按钮或释放杆上的手指手动释放。在一些实施方式中，必须同时释放两个闩锁，以便从图像捕获模块断开1730手持式模块。
图18是用于使用控制器模块和信标模块控制用于图像捕获的可移动成像组件的过程1800的示例的流程图。过程1800包括经由无线通信从控制器模块向飞行器发送1810命令，以使飞行器跟随承载向飞行器发送位置数据的信标模块的用户；在控制器模块处经由来自飞行器的无线通信从图像传感器接收1820图像数据；以及在控制器模块的显示器上显示1830用户的图像。例如，过程1700可以使用可移动成像系统100来实现。
过程1800包括经由无线通信将命令从控制器模块(例如，控制器模块140)传输1810到飞行器(例如，飞行器120)，以使飞行器跟随承载向飞行器发送位置数据的信标模块(例如，信标模块150)的用户。例如，信标模块可以包括GPS接收器，并且位置数据可以包括信标模块的GPS坐标。在一些实施方式中，信标模块包括惯性测量单元(例如，包括加速度计、陀螺仪和/或磁力计)，并且位置数据包括由惯性测量单元感测的信标模块的位置和/或定向的变化。例如，无线通信可以利用无线接口标准，诸如WiFi、蓝牙(BT)、蜂窝数据链路、ZigBee或ANT+。
过程1800包括在控制器模块(例如，控制器模块140)处经由来自飞行器(例如，飞行器120)的无线通信从图像传感器接收1820图像数据。过程1800包括在控制器模块(例如，控制器模块140)的显示器(例如，显示器610)上显示1830用户的图像。
图19是用于在连接的手持式模块(例如，手持式模块130)上显示用图像捕获模块(例如，图像捕获模块110)捕获的图像的过程1900的示例的流程图。过程1900包括经由用于将图像捕获模块连接到手持式模块的连接器(例如，连接器230)的导体向手持式模块发送1910图像，并且在手持式模块的显示器(例如，显示器310)上显示1920第二图像。例如，图像可以经由导体上的高速批量传送(例如，使用USB 2.0或USB 3.0信令)来发送1910。例如，可以使用MIPI信令以捕获的帧速率将图像作为原始图像(例如，视频)数据发送1910。在一些实施方式中，图像经由连接器的多对导体发送1910，连接器可以包括USB类型C连接器。
当包括手持式模块130的可移动成像组件162被安装到胸部或肩部时，用户可能希望顺时针或逆时针旋转手柄，以便在诸如单板滑雪的活动期间进行偏心捕获。用于手持式模块130的浮动枢轴快速释放安装件可允许用户在使用期间快速且容易地将可移动成像组件162旋转至180°，以实现偏心捕获。可移动成像组件162向下插入安装件的软内框架中的间隙中，其横截面近似匹配手持式模块130的水平横截面。一旦紧贴在内框架内，坚硬的外框架上的悬臂闩锁被旋转到关闭/锁定位置。一根或多根电缆连接到闩锁上，并缠绕在外框架和浮动指状安装件上。通过锁定闩锁闭合，一个或多个缆线被拧紧以用足够的力将浮动指状安装件固定在适当位置，从而在主动使用期间保持浮动指状安装件锁定在适当位置。外框架和浮动指状安装件可以具有纹理的、开槽的或成角度的接触表面，以帮助在锁定就位时保持固定位置。
虽然已经结合某些实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开并不限于所公开的实施例，相反，本公开旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等效布置，所附权利要求的范围将被赋予最宽泛的解释，以便包括法律允许的所有这些修改和等效结构。

Claims (15)

1.一种手持式模块，包括：
电池；
机电接口，所述机电接口被配置为可拆卸地将所述手持式模块附接到图像捕获模块，其中当被附接到所述图像捕获模块时，所述手持式模块经由所述机电接口形成到所述图像捕获模块的通信链路，并且经由所述机电接口的导体从所述电池向所述图像捕获模块供电；以及
显示器，所述显示器被配置为呈现由所述图像捕获模块捕获并经由所述通信链路从所述图像捕获模块接收的图像。
2.根据权利要求1所述的手持式模块，其中所述显示器包括触摸液晶显示器，所述触摸液晶显示器被配置为使用户能够输入命令。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的手持式模块，其中所述显示器被配置为检测手势，以使用户能够通过在所述显示器上显示帧时指定对象或帧的其他部分来在时间和空间上生成视频数据的部分。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的手持式模块，其中所述手持式模块包括两个紧固机构，所述两个紧固机构被配置为当所述图像捕获模块被附接到所述手持式模块时，固定所述图像捕获模块的连接器，并且其中所述两个紧固机构中的任一个足以固定所述连接器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的手持式模块，其中所述机电接口包括导体对，所述导体对分别用于向所述图像捕获模块传送电力，从所述图像捕获模块批量传送数据，向所述图像捕获模块传送控制信号，以及从所述图像捕获模块传送实时视频数据。
6.一种系统，包括：
图像捕获模块，包括：图像传感器、基座和集成机械稳定系统；所述图像传感器被配置为捕获图像，所述基座包括处理装置和连接器，所述集成机械稳定系统配置为控制所述图像传感器相对于所述基座的定向的集成机械稳定系统，其中所述处理装置被配置为向所述机械稳定系统的电机控制器发送命令，并且包括被配置为从所述图像传感器接收图像数据的图像信号处理器；
飞行器，被配置为通过所述连接器可拆卸地附接到所述图像捕获模块，并且在运载所述图像捕获模块的同时飞行；以及
手持式模块，被配置为通过所述连接器可拆卸地附接到所述图像捕获模块，其中所述手持式模块包括显示器，所述显示器被配置为显示经由所述连接器的导体从所述图像传感器接收的图像。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述机械稳定系统包括三个万向节，包括附接到所述图像传感器、运动传感器和麦克风的外轴；并且所述处理装置被配置为经由穿过所述机械稳定系统而被布线的导体接收来自所述运动传感器的数据和来自所述麦克风的数据。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的系统，其中所述连接器被键入到所述飞行器的槽并且被键入到所述手持式模块的槽。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其中当所述图像捕获模块被附接到所述手持式模块时，所述机械稳定系统的万向节基本上与所述手持式模块的表面齐平。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其中所述连接器包括导体对，所述导体对分别用于向所述图像捕获模块传送电力，从所述图像捕获模块批量传送数据，向所述图像捕获模块传送控制信号，以及从所述图像捕获模块传送实时视频数据。
11.一种图像捕获模块，包括：
图像传感器，被配置为捕获图像；
机械稳定系统，包括万向节和电机，所述机械稳定系统与所述图像传感器集成在所述图像捕获模块中，并且被配置为控制所述图像传感器的定向；以及
基座，包括处理装置和连接器，所述基座被配置为
能够互换地将所述机械稳定系统连接到飞行器和手持式模块，其中所述处理装置被配置为向所述机械稳定系统的电机控制器发送命令，并且包括被配置为从所述图像传感器接收图像数据的图像信号处理器。
12.根据权利要求11所述的图像捕获模块，其中所述机械稳定系统包括附接到所述图像传感器、运动传感器和麦克风的外轴；并且所述处理装置被配置为经由穿过所述机械稳定系统而被布线的导体接收来自所述运动传感器的数据和来自所述麦克风的数据。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的图像捕获模块，其中所述连接器被键入到所述飞行器的槽并且被键入到所述手持式模块的槽。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的图像捕获模块，其中当所述图像捕获模块被附接到所述手持式模块时，所述机械稳定系统的万向节与所述手持式模块的表面基本齐平。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的图像捕获模块，其中所述连接器包括导体对，所述导体对分别用于向所述图像捕获模块传送电力，从所述图像捕获模块批量传送数据，向所述图像捕获模块传送控制信号，以及从所述图像捕获模块传送实时视频数据。
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