CN111750224B - 自稳定拍摄平台及摄像系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及拍摄装备技术领域，尤其是涉及一种自稳定拍摄平台及摄像系统。自稳定拍摄平台包括平台基座和摆动控制机构；所述摆动控制机构包括摆动动力装置、摆动感测装置和第一控制器；所述摆动动力装置安装于所述平台基座，并提供不同方向的推进力；所述摆动感测装置用于测量所述平台基座的摆动运动参数，所述摆动感测装置与所述第一控制器通信连接；所述第一控制器根据所述摆动运动参数控制所述摆动动力装置提供反向推进力，所述反向推进力推动所述平台基座向自身摆动方向的反方向运动。本申请通过设置摆动控制机构，在装置发生摆动时，提供反向推进力以使平台基座向自身摆动方向的反方向运动，以克服摄像设备在拍摄中产生的摆动和晃动问题。

Description

自稳定拍摄平台及摄像系统

技术领域

本申请涉及拍摄装备技术领域，尤其是涉及一种自稳定拍摄平台及摄像系统。

背景技术

目前，诸如大型体育赛事、演出活动和电影、电视剧拍摄等活动，需要在摄像设备悬挂运动的同时，实现拍摄角度的调整及稳定的拍摄效果，而仅仅凭借云台机构和摄像设备的重力作用，无法克服摄像设备在运动中产生的摆动和晃动问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种自稳定拍摄平台及摄像系统，用于克服摄像设备在拍摄中产生的摆动和晃动问题。

本申请提供了一种自稳定拍摄平台，包括平台基座和摆动控制机构；

所述摆动控制机构包括摆动动力装置、摆动感测装置和第一控制器；

所述摆动动力装置安装于所述平台基座，并提供不同方向的推进力；

所述摆动感测装置用于测量所述平台基座的摆动运动参数，所述摆动感测装置与所述第一控制器通信连接；

所述第一控制器根据所述摆动运动参数控制所述摆动动力装置提供反向推进力，所述反向推进力推动所述平台基座向自身摆动方向的反方向运动。

在上述技术方案中，进一步地，所述摆动动力装置包括安装于所述平台基座的多个推力器，多个所述推力器沿所述平台基座的周向均布；

所述推力器为螺旋桨装置或者喷气装置。

在上述技术方案中，进一步地，所述摆动感测装置为加速度传感器，所述加速度传感器安装于所述平台基座；所述加速度传感器为两轴加速度传感器或三轴加速度传感器；或

所述摆动感测装置为第一图像识别装置，所述第一图像识别装置与所述平台基座间隔设置，所述第一图像识别装置能够拍摄所述平台基座的摆动方向和摆动距离。

在上述技术方案中，进一步地，还包括旋转控制机构；

所述旋转控制机构包括旋转动力装置、旋转感测装置和第二控制器；

所述旋转感测装置用于测量所述平台基座的旋转运动参数，所述旋转感测装置与所述第二控制器通信连接；

所述第二控制器根据所述旋转运动参数控制所述旋转动力装置提供反向力矩，所述反向力矩使所述平台基座向自身旋转方向的反方向转动。

在上述技术方案中，进一步地，所述旋转动力装置包括惯量轮和旋转驱动装置；

所述旋转驱动装置的固定端安装于所述平台基座，所述旋转驱动装置的驱动端与所述惯量轮连接；

所述惯量轮还设置有至少一个配重块；当所述配重块的数量为多个时，多个所述配重块在所述惯量轮的周向均布。

在上述技术方案中，进一步地，所述旋转感测装置为陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器安装于所述平台基座；或

所述旋转感测装置为第二图像识别装置，所述第二图像识别装置与所述平台基座间隔设置，所述第二图像识别装置能够拍摄所述平台基座的旋转方向和旋转角度。

在上述技术方案中，进一步地，所述平台基座的周向均布有至少三个连接部；所述连接部用于与升降机构连接，以使平台基座能够被提升或下降；

所述平台基座还能够与拍摄设备的稳定云台相连接；

所述平台基座还安装有电源装置，所述电源装置用于为安装于所述平台基座的电器元件供电。

本申请还提供了一种摄像系统，包括上述方案所述的自稳定拍摄平台。

在上述技术方案中，进一步地，还包括升降滑轮组；

所述升降滑轮组包括卷绳装置、间隔设置的中继滑轮组和顶端滑轮组，所述中继滑轮组和所述顶端滑轮组能够安装于拍摄场所的顶棚；

所述卷绳装置包括卷筒和一端绕设于所述卷筒的牵引绳，所述牵引绳的数量至少为三个；所述中继滑轮组包括与所述牵引绳对应设置的多个中继滑轮，多个所述中继滑轮间隔分布；所述顶端滑轮组包括与所述中继滑轮对应设置的多个顶端滑轮，多个所述顶端滑轮间隔分布并形成正多边形排布结构；所述牵引绳依次绕过所述中继滑轮和所述顶端滑轮；

所述牵引绳的另一端还对应设置有拉环，以连接所述自稳定拍摄平台；所述牵引绳绕设于所述拉环，且所述拉环设置有锁紧扣板和锁紧件，以对所述牵引绳的端部锁定。

在上述技术方案中，进一步地，所述卷绳装置还包括导向组件；

所述导向组件包括驱动丝杆、限位光杆以及与所述牵引绳对应设置的多个间隔分布的导向螺母；

所述驱动丝杆与所述卷筒间隔设置且同步转动，所述限位光杆与所述驱动丝杆间隔设置，所述驱动丝杆及所述限位光杆依次穿过多个所述导向螺母；所述限位光杆用于对所述驱动丝杆的运动导向，以使所述驱动丝杆转动从而带动多个所述导向螺母沿所述驱动丝杆的轴向运动；

所述导向螺母形成有导向孔，所述牵引绳能够穿过对应设置的所述导向螺母开设的所述导向孔。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的自稳定拍摄平台，通过设置摆动控制机构，在装置发生摆动时，提供反向推进力以使平台基座向自身摆动方向的反方向运动，以克服摄像设备在拍摄中产生的摆动和晃动问题。

本申请还提供了摄像系统，包括上述方案所述的自稳定拍摄平台。基于上述分析可知，摄像系统同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的拍摄系统的结构示意图；

图2为本申请提供的自稳定拍摄平台在第一视角下的结构示意图；

图3为本申请提供的自稳定拍摄平台在第二视角下的结构示意图；

图4为本申请提供的平台基座的结构示意图；

图5为本申请提供的拉环的结构示意图；

图6为本申请提供的卷绳装置在第一视角下的结构示意图；

图7为本申请提供的卷绳装置在第二视角下的结构示意图。

图中：10-操控台；11-摄像控制盒；20-控制机柜；21-接收光端机；22-伺服电机控制器；23-视频线；24-监视器；25-第一专用电缆；26-摄像机控制面板；27-第二专用电缆；28-显示器；29-第一踏板；210-第二踏板；211-第四专用电缆；212-第五专用电缆；213-第六专用电缆；30-卷扬机；31-第一导向螺母；32-第二导向螺母；33-第三导向螺母；34-丝杠；35-丝杠导向光杆；39-滚筒；310-伺服电机；311-伺服电机驱动器；312-光滑环；313-野战光缆；314-第三专用电缆；41-第一牵引绳索；42-第二牵引绳索；43-第三牵引绳索；50-中继滑轮组；51-第一中继滑轮；52-第二中继滑轮；53-第三中继滑轮；54-第一顶端滑轮；55-第二顶端滑轮；56-第三顶端滑轮；57-顶端滑轮组；60-自稳定拍摄平台；61-第一拉环；62-第二拉环；63-第三拉环；640-第一螺旋桨；641-第一螺旋桨电机；650-第二螺旋桨；651-第二螺旋桨电机；660-第三螺旋桨；661-第三螺旋桨电机；670-第四螺旋桨；671-第四螺旋桨电机；68-惯量轮；690-第一惯量轮配重块；691-第二惯量轮配重块；692-第三惯量轮配重块；610-力矩电机；611-陀螺；612-第一驱动控制电路；613-加速度传感器；614-第二驱动控制电路；615-电池组；616-发射光端机；617-自稳定拍摄平台基座；70-锁紧扣板；71-锁紧螺钉；80-稳定云台；90-摄像机及镜头；91-镜头控制盒。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一

本发明以三根牵引绳索同步牵引的索牵引式垂直升降自稳定拍摄系统为实施例，当然，牵引绳索的数量也可是四根或四根以上。采用三根牵引绳索是让自稳定拍摄平台保持水平状态升降运动的所需的最少数量的牵引绳索数量。相应的卷扬机上也只需要同步收放三根牵引绳索即可，卷扬机的结构也会相对简单。卷扬机同步收放牵引绳索的数量大于或等于自稳定平台采用的牵引绳索的数量，当卷扬机可同步收放牵引绳索的数量大于自稳定平台采用的牵引绳索数量时，在卷扬机上只缠绕与自稳定平台采用的牵引绳索数量相等的牵引绳索即可。

根据本发明实施例的索牵引式垂直升降自稳定拍摄系统，可以划分为操控和通讯子系统、卷扬机牵引子系统、吊装组件及自稳定拍摄平台子系统。

参见图1至图7所示，操控和通讯子系统包括：操控台10、摄像控制盒11、控制机柜20、接收光端机21、伺服电机控制器22、视频线23、监视器24、第一专用电缆25、摄像机控制面板26、第二专用电缆27、显示器28、第一踏板29、第二踏板210、第四专用电缆211、第五专用电缆212、第六专用电缆213、野战光缆313、第三专用电缆314、发射光端机616、镜头控制盒91。

如图1所示，接收光端机21安装于控制机柜20内，视频线23的一端与监视器24相连，另一端与接收光端机21相连；第一专用电缆25的一端与摄像机控制面板26相连，另一端与接收光端机21相连；第二专用电缆27的一端与摄像控制盒11相连，另一端与接收光端机21相连；伺服电机控制器22安装于控制机柜20内；第四专用电缆211的一端与第二踏板210相连，另一端与伺服电机控制器22相连；第五专用电缆212的一端与第一踏板29相连，另一端与伺服电机控制器22相连；第六专用电缆213的一端与显示器28相连，另一端与伺服电机控制器22相连；野战光缆313的一端与接收光端机21相连，另一端与卷扬机30上的光滑环312的一端相连；第三专用电缆314的一端与伺服电机控制器22相连，另一端与卷扬机30的伺服电机驱动器311相连；镜头控制盒91固定在摄像机及镜头90上或者与摄像机及镜头90一起安装在稳定云台80上。可选的，发射光端机616可以安装在自稳定拍摄平台基座617上。可选的，发射光端机616也可以固定在摄像机及镜头90上或者与摄像机及镜头90一起安装在稳定云台80上。

卷扬机牵引子系统包括：卷扬机30、第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33、丝杠34、丝杠导向光杆35、同步带、滚筒同步带轮、丝杠同步带轮、滚筒39、伺服电机310、伺服电机驱动器311、光滑环312、第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43。

如图6和图7所示，伺服电机驱动器311驱动伺服电机310转动，伺服电机310带动滚筒转动，滚筒39上均匀绕有第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43。滚筒39的从动端轴上装有滚筒同步带轮，滚筒39的从动端轴中装有光滑环312，丝杠34与滚筒轴线平行安装，丝杠34与滚筒同步带轮所在的一端上装有丝杠同步带轮，同步带分别套在滚筒同步带轮和丝杠同步带轮上并保持张紧。丝杠导向光杆35与丝杠34平行，丝杠34和丝杠导向光杆35上等间距地装有第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33，当第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33沿丝杠34运动时，丝杠导向光杆35对第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33起导向作用。

在该实施例中，伺服电机310安装在滚筒39中，并经减速器后直接驱动滚筒39转动。可选的，伺服电机也可以与滚筒平行安装在滚筒外侧，然后通过同步带驱动方式带动滚筒转动。

吊装组件包括：中继滑轮组50和顶端滑轮组57。如图1所示，中继滑轮组50安装在卷扬机30正上方的舞台顶部，包括第一中继滑轮51、第二中继滑轮52、第三中继滑轮53。其中第一中继滑轮51、第二中继滑轮52、第三中继滑轮53等间距地安装在同一轴线上，该轴线与卷扬机30的丝杠34平行，第一中继滑轮51、第二中继滑轮52、第三中继滑轮53的间距与卷扬机30的第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33的间距相等。顶端滑轮组57包括第一顶端滑轮54、第二顶端滑轮55、第三顶端滑轮56，安装在舞台中央的顶部。其中第一顶端滑轮54、第二顶端滑轮55、第三顶端滑轮56呈等边三角形布置安装于同一平面，且第一顶端滑轮54和第三顶端滑轮56的连线与中继滑轮组50的安装轴线平行。

上述中继滑轮组50和顶端滑轮组57中的滑轮均为万向滑轮，这样在实际安装使用中，上述滑轮轴线之间的平行，并非绝对平行，允许工程实践操作中存在误差，万向滑轮可以矫正这种误差。此外，采用万向滑轮，当卷扬机30的第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33在丝杠34上移动时，万向滑轮也可以自动倾斜相应的角度从而避免牵引绳索与滑轮侧面发生摩擦。

自稳定拍摄平台子系统包括：自稳定拍摄平台60、第一拉环61、第二拉环62、第三拉环63、第一螺旋桨640、第一螺旋桨电机641、第二螺旋桨650、第二螺旋桨电机651、第三螺旋桨660、第三螺旋桨电机661、第四螺旋桨670、第四螺旋桨电机671、惯量轮68、第一惯量轮配重块690、第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692、力矩电机610、陀螺611、第一驱动控制电路612、加速度传感器613、第二驱动控制电路614、电池组615、自稳定拍摄平台基座617、锁紧扣板70、锁紧螺钉71、稳定云台80、摄像机及镜头90。

如图2至图4所示，自稳定拍摄平台基座617上装有第一螺旋桨640、第一螺旋桨电机641、第二螺旋桨650、第二螺旋桨电机651、第三螺旋桨660、第三螺旋桨电机661、第四螺旋桨670、第四螺旋桨电机671、力矩电机610、陀螺611、第一驱动控制电路612、加速度传感器613、第二驱动控制电路614、电池组615。

力矩电机610的定子安装在自稳定拍摄平台基座617中心，惯量轮68安装在力矩电机610的转子上，惯量轮68上绕其旋转轴心均布有第一惯量轮配重块690、第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692，第一惯量轮配重块690、第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692可以配置多组，每组的总重量可以不同，但同组第一惯量轮配重块690与第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692的重量形状相同。

第一螺旋桨电机641驱动第一螺旋桨640，第二螺旋桨电机651驱动第二螺旋桨650，第三螺旋桨电机661驱动第三螺旋桨660，第四螺旋桨电机671驱动第四螺旋桨670。第一螺旋桨电机641和第一螺旋桨640、第二螺旋桨电机651和第二螺旋桨650、第三螺旋桨电机661和第三螺旋桨660、第四螺旋桨电机671和第四螺旋桨670绕自稳定拍摄平台基座617中心轴线Z均布在自稳定拍摄平台基座617上。其中第一螺旋桨640、第二螺旋桨650、第三螺旋桨660、第四螺旋桨670均设置在外侧，且第一螺旋桨电机641和第一螺旋桨640、第三螺旋桨电机661和第三螺旋桨660分别设置在自稳定拍摄平台基座617的X轴线的负方向端和正方向端，第二螺旋桨电机651和第二螺旋桨650、第四螺旋桨电机671和第四螺旋桨670分别设置在自稳定拍摄平台基座617的Y轴线的负方向端和正方向端。

加速度传感器613至少是一个两轴的加速度传感器，加速度传感器613水平安装在自稳定拍摄平台基座617上，且加速度传感器613的X轴和Y轴分别与自稳定拍摄平台基座617的X轴和Y轴平行。电池组615能够为自稳定拍摄平台60、稳定云台80、摄像机及镜头90、第一驱动控制电路612、第二驱动控制电路614、发射光端机616、镜头控制盒91等提供直流电源。稳定云台80悬挂在自稳定拍摄平台基座617中心轴线Z轴的正下方，摄像机及镜头90安装在稳定云台80上。

可选的，上述惯量轮68上的惯量轮配重块的数量也可以是1个或者2个或者3个以上，并与惯量轮68可拆卸连接，惯量轮配重块均匀分布在惯量轮68上。其主要作用是当选用不同型号的稳定云台80、摄像机及镜头90时，稳定云台80加上摄像机及镜头90的转动惯量改变，可以通过增减第一惯量轮配重块690、第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692的重量，使自稳定拍摄平台60隔离扰动力矩的能力与不同转动惯量的稳定云台80、摄像机及镜头90相匹配。

优选地，第一拉环61、第二拉环62、第三拉环63均布且铰接在自稳定拍摄平台基座617上。如图5所示，拉环上有锁紧扣板70和锁紧螺钉71，第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43的分别绕在第一拉环61、第二拉环62、第三拉环63并由锁紧扣板70与锁紧螺钉71将扣紧，通过调整锁紧扣板70压紧第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43的末端的位置，让自稳定拍摄平台基座617保持水平。

如图1所示，拍摄系统通过控制卷扬机30的收放绳索牵引自稳定拍摄平台60实现垂直升降运动，自稳定拍摄平台60下方安装有三轴稳定云台80，三轴稳定云台80装载摄像机及镜头90，从而实现在4个自由度的运动方向上进行构图和拍摄。详细实施过程描述如下：

第一踏板29与第二踏板210产生的模拟电压信号分别通过第五专用电缆212和第四专用电缆211发送给伺服电机控制器22，伺服电机控制器22将采集到的模拟电压信号解析为数字电平信号，并通过第三专用电缆314将数字电平信号发送给伺服电机驱动器311。伺服电机驱动器311根据接收的指令驱动伺服电机310按照一定的速度和方向转动，从而驱动滚筒39按照一定的速度和方向转动。当滚筒39沿着一定的速度和方向转动，第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43依次通过中继滑轮组50的第一中继滑轮51、第二中继滑轮52、第三中继滑轮53，再依次通过顶端滑轮组57的第一顶端滑轮54、第二顶端滑轮55、第三顶端滑轮56，最后通过自稳定拍摄平台60的第一拉环61、第二拉环62、第三拉环63牵引自稳定拍摄平台60按照一定的速度实现升降运动。

伺服电机310是尾端有绝对值编码器的伺服电机，伺服电机310的编码器的数值经伺服电机驱动器311和第三专用电缆314反馈给伺服电机控制器22。伺服电机控制器22根据伺服电机310反馈的编码器的数值可以根据拍摄场景中顶端滑轮组57的安装高度以及舞台的高度设定自稳定拍摄平台垂直升降的最高限位和最低限位，从而在不同高度的拍摄场地中，可以自由调节索牵引式垂直升降拍摄系统的运动行程。

自稳定拍摄平台60的下方安装有稳定云台80，稳定云台80可搭载摄像机及镜头90实现方位、俯仰、横滚三个轴向的转动，加上自稳定拍摄平台60的垂直上下运动，使索牵引式垂直升降自稳定拍摄系统实现在四个自由度的运动方向上进行构图和拍摄。

具体地，拍摄系统的运动行程由滚筒39上能够缠绕的绳索长度决定，通过增加滚筒39的直径和长度可以增加滚筒39上缠绕绳索的长度，从而增加系统运动行程。如实施例中可选用直径4.5毫米的牵引绳索，选用直径为0.5米、长度为1米的滚筒，选用导程5毫米的丝杠，从而可以让实施例中索牵引垂直升降自稳定拍摄系统的行程达到100米以上，远大于升降塔的最大行程10米。摄像机的运动的速度由滚筒的直径、伺服电机的转速及减速器的速比决定，通过增加滚筒的直径、增加伺服电机转速、减小减速器速比可以增加摄像机的运动速度。例如实施例中选用直径0.5米的滚筒，选用4000转/分钟的伺服电机，选用速比为10的减速器，就可以让实施例中索牵引垂直升降自稳定拍摄系统的速度达到10米/秒以上，远大于升降塔的最大速度为1米/秒。此外，根据伺服电机310编码器的反馈值，垂直升降的最高限位和最低限位可以根据不同场地的高度灵活设定。上述技术参数和功能不仅让本发明提出的索牵引垂直升降自稳定拍摄系统广泛应用于演播室综艺节目拍摄，还可以应用于跳水、攀岩等体育赛事和影视特效的拍摄。

卷扬机30的滚筒39上至少可以缠绕3根及以上的牵引绳索，丝杠34上至少可以安装3个及以上的导向螺母，从而可以让卷扬机30同时对三根及以上的绳索同步收放，并且绳索在收放过程中始终紧密整齐地依次缠绕在滚筒上。如图6和图7所示，详细实施流程如下：

当滚筒39转动时，安装在滚筒39从动端的滚筒同步带轮跟着滚筒39一同转动，从而通过同步带带动丝杠同步带轮转动，丝杠同步带轮带动丝杠34转动，从而带动第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33沿着丝杠导向光杆35的方向移动。如果已知第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43的直径，通过选择丝杠34的螺距以及滚筒同步带轮和丝杠同步带轮的传动比，可以使得滚筒39转动一周，第一导向螺母31、第二导向螺母32、第三导向螺母33沿着丝杠导向光杆35移动与第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43的直径相等的距离，从而实现第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43紧密整齐地依次缠绕在滚筒39上。

滚筒39是直径一定的圆柱体，这样当伺服电机310按照一定的速度驱动滚筒39转动时，第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43就可以按照一定的速度牵引自稳定拍摄云台升降拍摄，而且始终保证第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43紧密整齐地依次缠绕在滚筒39上，从而保证索牵引垂直升降自稳定拍摄系统稳定运行。

卷扬机30的滚筒39的从动端轴中装有光滑环312，光滑环312的一端转子端与野战光缆313相连，经野战光缆313最终连接到接收光端机21，光滑环312的另一端定子端与含有光纤的第一牵引绳索41相连，经第一牵引绳索41最终连接到发射光端机616，从而使拍摄系统实现光纤通讯，解决了无线通讯系统易受干扰的问题。

自稳定拍摄平台60通过驱动惯量轮68旋转产生的惯性力矩隔离自稳定拍摄平台60的绕竖直轴的扰动力矩，从而使自稳定拍摄平台60在柔性绳索牵引下的升降运动中保持稳定，从而使拍摄画面稳定。

具体实施过程如下：

当稳定云台80在方位方向上转动拍摄时，需要自稳定拍摄平台60提供反作用力，由柔性的第一牵引绳索41、第二牵引绳索42、第三牵引绳索43牵引的自稳定拍摄平台60无法为稳定云台80的方位转动提供足够的反向扭矩，从而导致自稳定拍摄平台60发生震荡，最终导致拍摄画面无法稳定，尤其是风吹等其它扰动力矩也会让自稳定拍摄平台60绕其Z轴旋转从而导致拍摄画面不稳定。

为了抑制各种导致自稳定拍摄平台60绕其Z轴旋转的扰动力矩，使自稳定拍摄平台60在工作中始终保持稳定状态，自稳定拍摄平台60上装有惯量轮68、第一惯量轮配重块690、第二惯量轮配重块691、第三惯量轮配重块692、力矩电机610、陀螺611、第一驱动控制电路612。陀螺611可以采集自稳定拍摄平台60的转动角速度，当稳定云台80在方位方向转动时，就会对自稳定拍摄平台60产生反方向的扰动力矩，该扰动力矩让自稳定拍摄平台60发生与稳定云台转动方向相反的转动趋势。陀螺611实时采集自稳定拍摄平台60的转动角速度，并将该角速度指发送给第一驱动控制电路612，第一驱动控制电路612根据陀螺611发送的角速度值的变化驱动力矩电机610带动惯量轮68按照一定速度沿着自稳定拍摄平台60转动趋势相反的方向转动，从而抑制由于稳定云台80方位方向转动给自稳定拍摄平台60带来的扰动力矩，保证自稳定拍摄平台60始终保持稳定不旋转。

自稳定拍摄平台60通过螺旋桨电机驱动螺旋桨产生的推力隔离自稳定拍摄平台的水平方向的扰动力，从而使自稳定拍摄平台60在柔性绳索牵引下的升降运动中不发生摆动，从而使拍摄画面稳定。具体实施过程如下：

风吹等水平绕动力会让自稳定拍摄平台60在水平方向上摆动，从而导致拍摄画面不稳，为抑制该扰动力，在自稳定拍摄平台60上装有第一螺旋桨640、第一螺旋桨电机641、第二螺旋桨650、第二螺旋桨电机651、第三螺旋桨660、第三螺旋桨电机661、第四螺旋桨670、第四螺旋桨电机671、加速度传感器613、第二驱动控制电路614。

当水平扰动力让自稳定拍摄平台60产生摆动时，加速度传感器613可以采集自稳定拍摄平台60沿X轴和Y轴方向的加速度，并将采集到的加速度值发送给第二驱动控制电路614；第二驱动控制电路614根据采集到的X轴向和Y轴向的加速度值，相应地独立驱动X轴向的第一螺旋桨电机641、第三螺旋桨电机661按照一定的方向和速度转动以及驱动Y轴向的第二螺旋桨电机651、第四螺旋桨电机671按照一定的方向和速度转动；依靠第一螺旋桨电机641、第二螺旋桨电机651、第三螺旋桨电机661、第四螺旋桨电机671分别带动第一螺旋桨640、第二螺旋桨650、第三螺旋桨660、第四螺旋桨670旋转从而产生的水平推力以抑制自稳定拍摄平台60在水平方向上摆动，从而使拍摄画面保持稳定。

X轴向的第一螺旋桨电机641、第三螺旋桨电机661与Y轴向的第二螺旋桨电机651、第四螺旋桨电机671相互独立工作，各自抑制各自轴向的水平扰动力，以使任意方向的水平绕动力都可以分解为X轴向的水平扰动力和Y轴向的水平绕动力。以自稳定拍摄平台60对X轴向的水平扰动力抑制过程为例，当有沿X轴向的水平绕动分力让自稳定拍摄平台60沿着X轴正方向加速摆动时，加速度传感器613采集到自稳定拍摄平台60在X方向的加速度值，并将该加速度值反馈给第二驱动控制电路614；第二驱动控制电路614根据收到的X方向的加速度值的大小和方向，驱动第一螺旋桨电机641和第三螺旋桨电机661按照一定的速度和方向带动第一螺旋桨640和第三螺旋桨660转动，从而产生与X轴向水平扰动分力方向相反的推力，该推力使自稳定拍摄平台60停止加速摆动，使自稳定拍摄平台60在X轴向保持稳定；第一螺旋桨电机641和第三螺旋桨电机661旋转速度相同、方向相反，从而产生的推力方向相同；Y轴向的控制策略与X轴向相同。

拍摄系统的数据传输和通讯过程实施如下：第一牵引绳索41为内嵌光纤的光纤牵引绳索，第一牵引绳索41的一端穿过第一导向螺母31，然后绕过第一中继滑轮51，然后再绕过第一顶端滑轮54，最后从第一拉环61上绕出并与发射光端机616相连；第一牵引绳索41的另一端绕过滚筒39后与光滑环312相连，然后经野战光缆313连接到接收光端机21，上述光回路构成索牵引式垂直升降拍摄系统的光纤通讯回路。

摄像机及镜头90拍摄的视频信号传送给发射光端机616，发射光端机将视频信号变换成光信号然后通过上述光回路传给接收光端机21，接收光端机21将光信号还原为视频信号，并将该视频信号通过视频线23传输给监视器24，并在监视器24上显示出拍摄画面。

具体地，摄像机控制面板26发出的摄像机及镜头90控制信号为逻辑电平信号，该信号需经第一专用电缆25发送给接收光端机21，接收光端机21将接收到的逻辑电平信号转换为光信号经上述光回路发送给发射光端机616，发射光端机616将该光信号还原为控制摄像机及镜头90的逻辑电平信号，实现对摄像机及镜头90的参数的设定。摄像机及镜头90的返回参数为逻辑电平信号，摄像机及镜头90将该信号发送给发射光端机616，发射光端机616将该信号变换为光信号经上述光回路发送给接收光端机21，接收光端机21将该光信号还原为逻辑电平信号并返回给摄像机控制面板26。

摄像控制盒11发出的对稳定云台80的转动控制指令以及对镜头的推拉变焦控制指令为逻辑电平信号，该信号经第二专用电缆27发送给接收光端机21，接收光端机21将接收到的逻辑电平信号转换为光信号经上述光回路发送给发射光端机616，发射光端机616将该光信号还原为相应的逻辑电平信号，并将该逻辑电平信号发送给镜头控制盒91，然后由镜头控制盒91向稳定云台80发出转动控制指令并实现对稳定云台80的控制，镜头控制盒91也将接收到的镜头控制指令发送给摄像机及镜头90，从而实现对摄像机及镜头90的推拉变焦控制。

可选的，拍摄系统的升降控制方式采用踏板控制，这样只需要一名操作人员就可以对整个系统进行操作并完成拍摄工作。工作时操作人员用脚踩第一踏板29，自稳定拍摄平台60升高，踩下第一踏板29的行程大则自稳定拍摄平台60升高的速度大，踩下第一踏板29的行程小，则自稳定拍摄平台60升高的速度慢；操作人员用脚踩第二踏板210，自稳定拍摄平台60降低，踩下第二踏板210的行程大则自稳定拍摄平台60降低的速度大，踩下第二踏板210的行程小，则自稳定拍摄平台60降低的速度慢。操作人员用手操作摄像操控盒实现对稳定云台80转动控制以及对摄像机及镜头90的推拉变焦控制。可选的，拍摄系统的升降控制方式也可以摇杆控制，向一个方向推动摇杆，自稳定拍摄平台60升高；反之，向另外一个方向推动摇杆，自稳定拍摄平台60降低。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (8)

1.一种自稳定拍摄平台，其特征在于，包括平台基座和摆动控制机构；

所述摆动控制机构包括摆动动力装置、摆动感测装置和第一控制器；

所述摆动动力装置安装于所述平台基座，并提供不同方向的推进力；

所述摆动感测装置用于测量所述平台基座的摆动运动参数，所述摆动感测装置与所述第一控制器通信连接；

所述第一控制器根据所述摆动运动参数控制所述摆动动力装置提供反向推进力，所述反向推进力推动所述平台基座向自身摆动方向的反方向运动；

还包括旋转控制机构；

所述旋转控制机构包括旋转动力装置、旋转感测装置和第二控制器；

所述旋转感测装置用于测量所述平台基座的旋转运动参数，所述旋转感测装置与所述第二控制器通信连接；

所述第二控制器根据所述旋转运动参数控制所述旋转动力装置提供反向力矩，所述反向力矩使所述平台基座向自身旋转方向的反方向转动；

所述旋转动力装置包括惯量轮和旋转驱动装置；

所述旋转驱动装置的固定端安装于所述平台基座，所述旋转驱动装置的驱动端与所述惯量轮连接；

所述惯量轮还设置有至少一个配重块；当所述配重块的数量为多个时，多个所述配重块在所述惯量轮的周向均布。

2.根据权利要求1所述的自稳定拍摄平台，其特征在于，所述摆动动力装置包括安装于所述平台基座的多个推力器，多个所述推力器沿所述平台基座的周向均布；

所述推力器为螺旋桨装置或者喷气装置。

3.根据权利要求1所述的自稳定拍摄平台，其特征在于，所述摆动感测装置为加速度传感器，所述加速度传感器安装于所述平台基座；所述加速度传感器为两轴加速度传感器或三轴加速度传感器；或

所述摆动感测装置为第一图像识别装置，所述第一图像识别装置与所述平台基座间隔设置，所述第一图像识别装置能够拍摄所述平台基座的摆动方向和摆动距离。

4.根据权利要求1所述的自稳定拍摄平台，其特征在于，所述旋转感测装置为陀螺仪传感器，所述陀螺仪传感器安装于所述平台基座；或

所述旋转感测装置为第二图像识别装置，所述第二图像识别装置与所述平台基座间隔设置，所述第二图像识别装置能够拍摄所述平台基座的旋转方向和旋转角度。

5.根据权利要求1所述的自稳定拍摄平台，其特征在于，所述平台基座的周向均布有至少三个连接部；所述连接部用于与升降机构连接，以使平台基座能够被提升或下降；

所述平台基座还能够与拍摄设备的稳定云台相连接；

所述平台基座还安装有电源装置，所述电源装置用于为安装于所述平台基座的电器元件供电。

6.一种摄像系统，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的自稳定拍摄平台。

7.根据权利要求6所述的摄像系统，其特征在于，还包括升降滑轮组；

所述升降滑轮组包括卷绳装置、间隔设置的中继滑轮组和顶端滑轮组，所述中继滑轮组和所述顶端滑轮组能够安装于拍摄场所的顶棚；

所述卷绳装置包括卷筒和一端绕设于所述卷筒的牵引绳，所述牵引绳的数量至少为三个；所述中继滑轮组包括与所述牵引绳对应设置的多个中继滑轮，多个所述中继滑轮间隔分布；所述顶端滑轮组包括与所述中继滑轮对应设置的多个顶端滑轮，多个所述顶端滑轮间隔分布并形成正多边形排布结构；所述牵引绳依次绕过所述中继滑轮和所述顶端滑轮；

所述牵引绳的另一端还对应设置有拉环，以连接所述自稳定拍摄平台；所述牵引绳绕设于所述拉环，且所述拉环设置有锁紧扣板和锁紧件，以对所述牵引绳的端部锁定。

8.根据权利要求7所述的摄像系统，其特征在于，所述卷绳装置还包括导向组件；

所述导向组件包括驱动丝杆、限位光杆以及与所述牵引绳对应设置的多个间隔分布的导向螺母；

所述驱动丝杆与所述卷筒间隔设置且同步转动，所述限位光杆与所述驱动丝杆间隔设置，所述驱动丝杆及所述限位光杆依次穿过多个所述导向螺母；所述限位光杆用于对所述驱动丝杆的运动导向，以使所述驱动丝杆转动从而带动多个所述导向螺母沿所述驱动丝杆的轴向运动；

所述导向螺母形成有导向孔，所述牵引绳能够穿过对应设置的所述导向螺母开设的所述导向孔。

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