CN204527663U - 一种无人驾驶飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种无人驾驶飞行器，包括机身、旋翼及云台。旋翼连接于上述机身，云台设置于上述机身上。其中该云台包括多个摄像模组；多个悬杆，一端与上述摄像模组连接，其中上述摄像模组可绕处置于上述悬杆的轴线旋转；多个平台，与上述悬杆连接，其中上述悬杆可在该平台上旋转；以及滑轨，与上述平台连接，其中上述平台可在上述滑轨上滑动。

Description

一种无人驾驶飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种飞行器。更具体地说，本实用新型涉及一种无人驾驶的飞行器。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。

从技术角度定义，无人驾驶飞行器可以分为：无人驾驶直升机、无人驾驶固定翼机、无人驾驶多旋翼飞行器、无人驾驶飞艇、无人驾驶伞翼机等。例如中国专利：《农用无人直升机》（申请号：201410572827.X）揭示了一种无人驾驶直升机。又例如中国专利：《一种固定翼无人机的定高飞行控制系统》（申请号：CN201120406739.4）揭示了一种无人驾驶固定翼机。再例如中国专利：《有线电源多旋翼无人飞行器》（申请号：CN201420016027.5）揭示了一种无人驾驶多旋翼飞行器。这些不同种类的无人驾驶飞行器有着各自的特点，在不同领域都有着不同的应用前景。

目前，随着自适应控制技术的发展，无人驾驶飞行器已经在世界各地展开了广泛的研究，并取得了一定的进展。现在无人驾驶飞行器已经广泛应用于军事、农业、视频拍摄、气象、地质、城市管理、抢险救灾等领域。

采用小微型无人驾驶飞行器来实施航拍，成为非常时髦的需求，并且通过小微型无人驾驶飞行器在活动、仪式等场合完成一些表演、传递之类的任务，也开始受到关注。如近期，广受关注的无人机求婚事件、无人机飞越巴黎上空事件等。

目前在航拍领域，无人驾驶飞行器主要是单镜头拍摄成像方式。例如这个专利：《一种航拍无人机》（申请号：201320370633.2），公开了一种航拍无人机，该航拍无人机包括机身和云台，云台连接在机身前舱的云台上，将一台摄像机连接云台上，在这里只用了一台摄像机。

同时，本领域技术人员一直在致力于提升单摄像头的无人驾驶飞行器的性能。例如中国专利：《一种无人航拍飞机自动摄像稳定系统》（申请号：201220647668.1）公开了一种无人航拍飞机自动摄像稳定系统，它包括变压器、三轴陀螺仪和摄像云台伺服控制器，三轴陀螺仪将测得的无人航拍飞机实时三维坐标值信息送至摄像云台伺服控制器，由摄像云台伺服控制器根据无人航拍飞机的位置变化信息对摄影云台动作执行机构进行微调，以确保无人航拍飞机的摄像装置的稳定性。

虽然本领域技术人员提升了无人机的性能（如上所述的拍摄稳定性），但是仍然局限于传统的单镜头成像拍摄方式，而忽视了对于多样化拍摄需求的掌握，即没有注意到可以将立体成像方式（三维成像方式）的拍摄与无人飞行器拍摄相结合。

立体成像方式的拍摄，通常需要使用到双摄像头的工作方式。例如中国专利《立体摄像机拍摄云台及由立体摄像机拍摄云台构成的立体摄像机》（申请号：CN200810062496.X），公开了一种能够同时同步控制两台独立的摄像机同时摄像、同时同步停止的立体摄像机拍摄云台，以及由立体摄像机拍摄云台构成的立体摄像机及立体摄像机的摄像方法，立体拍摄云台底座设有用于锁紧两台摄像机底座的两套锁紧机构。在这里，通过对两个摄像头的适当控制，实现了立体拍摄。

而关于立体成像的原理，以人眼为例，人看物体之所是三维的，是因为人有两个眼睛，并且两眼有一定的间距，物体在两眼视网膜上呈现的两幅具有细微差别的图像，经人脑处理后合成为一幅三维图像。

因此，常见的立体相机具有两个间距约为人眼间距的镜头，在拍摄时分别记录下由于间距产生的两幅有细微差别的图像，仿生人眼。经过计算机合成后也就成为三维图像。当今的立体摄像技术也大多是通过这个原理研制。

这种立体相机是由两套相同规格的数码相机组成，两套数码相机的摄像镜头平行相距6-15公分，方向分别对准1-5米远的目标。两数码相机的调焦、变焦、感光等参数由一套控制电路实施控制，快门连线并接起来。拍下的左右两幅照片通过电脑软件组对，在电脑屏幕上以超过人眼视觉暂留的频率交替显示，再通过与电脑同步的3D电子液晶眼镜控制视线，使左右两眼分别观看对应的左右两幅照片，就像用3D眼镜利用光的不同偏振效果来看3D电影一样，有身临其境的效果。

立体数码相机的成像非常简单，拍出的照片下载时有立体合成软件配合，通过后期处理，可以针对不同的观察情况，来实现立体的观察效果。

所以上述立体数码相机除了拍摄立体照片之外，它仍具备普通数码相机功能，如摄像功能，摄像头功能等，它还加有记忆卡插口，可以扩展储存容量，也可以作为移动存储设备使用。

在目前的无人机领域，使用了立体成像拍摄技术的无人机，均为大型无人机，能够负担多个相机的载重，并且主要是针对某些特定目标，如电线巡检、目标侦测等。但是对于消费级别的小微型无人机，尤其是小微型多旋翼飞行器，此类多旋翼飞行器能够搭载的负重有限，想要实现立体成像拍摄设备的装备仍然具有较大困难。

因此，如何在小微型无人驾驶飞行器上装备立体成像拍摄设备是目前需要解决的问题。

发明内容

为了使无人驾驶飞行器的拍摄设备能够执行立体成像拍摄，本案提出了一种无人驾驶飞行器。

在一实施方式中，本案的无人驾驶飞行器包括机身、旋翼以及云台。旋翼连接于上述机身，云台设置于上述机身上。

该云台包括：多个摄像模组、多个悬杆、多个平台以及滑轨。悬杆，一端与上述摄像模组连接，其中上述摄像模组可绕处置于上述悬杆的轴线旋转。平台，与上述悬杆连接，其中上述悬杆可在该平台上旋转。滑轨，与上述平台连接，其中上述平台可在上述滑轨上滑动

在一实施方式中，上述机身还包括处理单元，与上述云台连接。

在一实施方式中，上述机身还包括侦测单元，与上述处理单元连接。

在一实施方式中，上述侦测单元用于侦测上述无人驾驶飞行器的飞行参数。

在一实施方式中，上述侦测单元用于侦测或者拍摄周围的环境。

在一实施方式中，传输单元，与上述处理单元连接。

在一实施方式中，上述传输单元与外部电子装置建立连接。

在一实施方式中，上述摄像模组用于立体成像拍摄。

在一实施方式中，上述摄像模组用于备拍。

在一实施方式中，上述拍摄模组用于续拍。

本案中所揭示的无人驾驶飞行器，在无人驾驶飞行器的机身上设置云台。在该云台上设置多个摄像模组、多个悬杆、多个平台以及滑轨。从而本案的无人驾驶飞行器可实现立体成像拍摄。同时本案中的多个摄像模组间可以形成各种距离和角度关系，实现更丰富的拍摄功能。本案中的无人驾驶飞行器还可以实现备拍功能，两个摄像模组可同时进行拍摄，以供选择。此外，本案中的无人驾驶飞行器还可以实现续拍，当一个摄像模组不能进行拍摄时，由另一拍摄模组替代。

附图说明

为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1所示是本实用新型的无人驾驶飞行器的示意图。

图2所示是图1所示的云台的示意图。

图3所示是图1所示的机身的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示是本实用新型无人驾驶飞行器1的示意图。无人飞行器1包括机身100、及多个旋翼200。

机身100和旋翼200间通过一些支架进行连接。在这些支架上设置电缆，电性连接机身100与旋翼200。

本案中的无人驾驶飞行器1以无人驾驶多旋翼飞行器为例，然而，本案对无人驾驶飞行器1的种类不加以限制，也可为无人驾驶直升机、无人驾驶固定翼机、无人驾驶飞艇、无人驾驶伞翼机等。根据应用场景以及应用领域，本案可灵活选择无人驾驶飞行器的种类。

本案中，无人驾驶飞行器1的旋翼200的数目以四个为例，然而，本案中，无人驾驶飞行器1的旋翼200的数目并不以为四个为限。根据设计需求，无人驾驶飞行器1的旋翼200的数目也可为六个、八个或者其他数目。本案并不对此加以限制。

机身100的一侧还设置有云台110。云台110的设置位置并不以本实施例中的为限，该云台110可设置于机身100的四周的任一边上，也可以设置于机身100的底部。

图2所示为图1中的云台100的示意图，下文将具体阐述云台100的结构。

云台100包括摄像模组111，摄像模组111可例如为一摄像头，摄像模组111也可除了摄像头之外，还可包括闪光灯、补光灯等。即摄像模组111只需为一可进行拍摄的装置。

云台100还包括悬杆112，摄像模组111连接于悬杆112的一端。其中摄像模组111可以绕S轴三百六十度旋转。该S轴为垂直于该悬杆112的一个轴线。

云台100还包括平台113，悬杆112与该平台113连接，悬杆112可在平台113的平面上进行三百六十度旋转。

云台100还包括滑轨114，平台113与该滑轨114连接，平台113可在该滑轨114上进行滑动。

上述的摄像模组111、悬杆112以及平台113的数目，都以两个为例，然而，本案他们的数目并不以此为限制，根据设计需求他们还的数目还可以为三个或者更多个，这样可以模组更丰富的设计需求，例如更多角度的拍摄，设置备用模组等。

上述的摄像模组111与悬杆112之间，悬杆112与平台113之间，平台113与滑轨114之间，都可设置马达装置，而这些马达装置都可通过一控制器进行控制，从而自动进行旋转。

参照本案图3所示，图3为无人驾驶飞行器100的机身100的示意图。无人驾驶飞行器1可将主要元件都设置在机身100中。旋翼200与机身100电性连接，在机身的内部元件的控制下，完成飞行。而云台110也在机身100内部元件的控制下，实现各部件的自动旋转。

机身100可包括处理单元101、侦测单元102、传输单元103以及输出单元104。侦测单元102、传输单元103以及输出单元104分别与处理单元101相连接。

处理单元101为数据处理单元，可用于处理例如声音、图像、参数等各种无人驾驶飞行器1的数据，同时控制无人驾驶飞行器1的其余各个部件。

云台110可与处理单元101电性连接，处理单元101可控制摄像模组111与悬杆112之间，悬杆112与平台113之间，以及平台113与滑轨114之间的马达装置，从而控制他们之间的转动。处理单元101还可控制摄像模组111执行各种拍摄指令。

侦测单元102可为各种传感器，例如可为声音传感器，用于侦测声音；又例如可为图像传感器，用于侦测或者拍摄图像；又例如为超声波测距传感器，用于侦测到目标物的距离；又例如为角速率传感器，侦测飞行的姿势；又例如速度传感器，用于侦测飞行速度。

本案中对侦测单元102的传感器的类型不加以限制，可根据应用需求，设计一种或多种传感器，以实现不同的功能，从而既可以侦测无人驾驶飞行器的飞行参数，又可以侦测或者拍摄周围的环境。

传输单元103可与外部装置进行通讯，例如通过红外线、蓝牙、无线射频进行传输，当然本案并不排除采用有线的电缆形成的传输方式。

输出单元104则可以例如为扬声器、显示器等输出装置，输出声音、图像等信息。

需要特别说明的是本案中这里所指的图像既包括没有声音只有图形显示的图像，也包括即有声音又有图形的视频图像。

上述的机身100以包括处理单元101、侦测单元102、传输单元103以及输出单元104为例。根据设计需求，机身100可包括处理单元101、侦测单元102、传输单元103以及输出单元104中的一个或多个。

本案中的无人驾驶飞行器1可进行立体成像拍摄。通过控制摄像模组111，使两个摄像模组111互相配合完成立体拍摄指令。

此外，由于摄像模组111与悬杆112之间，悬杆112与平台113之间，以及平台113与滑轨114之间的位置关系可以变动。因此两个摄像模组111的距离以及夹角关系都可以进行自由变化，如此，便两个摄像模组111之间就可形成各种拍摄角度关系。这样就可以进行完成更丰富的拍摄指令，例如不仅可进行立体成像拍摄，还可以互相配合，完成特定角度以及特定视野的拍摄，又或者配合进行全景拍摄等。

在进行拍摄时，无人驾驶飞行器1可以是自行完成拍摄动作，也可以是在实时控制下完成拍摄动作。

当无人驾驶飞行器1是自行完成拍摄动作时，可以根据预存在处理单元101中的一系列指令，完成相应的拍摄动作。且这些拍摄动作可与无人驾驶飞行器1的飞行动作相互配合。

当无人驾驶飞行器1是使用者通过控制器进行实时控制时，可通过传输单元103接收指令，传输单元再将接收到的指令传送给处理单元101，处理单元101根据指令完成相应的拍摄动作。这些拍摄动作也与无人驾驶飞行器1的飞行动作相互配合。

本案中的无人驾驶飞行器1不仅可以完成立体成像拍摄，同时，还可以充分利用具有多个摄像模组111的优势，选择备拍模式和续拍模式。

在备拍模式下，无人驾驶飞行器1执行拍摄动作时，两个摄像模组111同时完成对目标进行拍摄任务，及可以保持相同的拍摄角度，也可以保持不同的角度，这样就可以保存下两组拍摄数据，后续可以根据需求，对这两组拍摄数据进行选择使用。

在续拍模式下，则是优先使用一个摄像模组完成对目标的拍摄任务，直至检测到该拍摄模组发生故障，或者出现存储空间不足等不能继续完成的拍摄动作的情况，此时，就切换到另一个拍摄模组，继续完成拍摄任务，有效避免故障发生时影响拍摄的情况。

本案揭示了一种无人驾驶飞行器，在机身上设置一云台，在云台上设置多个摄像模组，因此可实现立体成像拍摄，同时还可以执行例如备拍、续拍等更丰富的拍摄模式。极大的丰富了无人驾驶飞行器拍摄时的选择空间。

虽然上文实施方式中揭露了本实用新型的具体实施例，然其并非用以限定本实用新型，本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本实用新型的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种无人驾驶飞行器，其特征在于包括：

机身；

旋翼，连接于上述机身；

以及云台，设置于上述机身上，其中该云台包括：

多个摄像模组；

多个悬杆，一端与上述摄像模组连接，其中上述摄像模组可绕处置于上述悬杆的轴线旋转；

多个平台，与上述悬杆连接，其中上述悬杆可在该平台上旋转；

以及滑轨，与上述平台连接，其中上述平台可在上述滑轨上滑动。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述机身还包括处理单元，与上述云台连接。

3.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述机身还包括侦测单元，与上述处理单元连接。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述侦测单元用于侦测上述无人驾驶飞行器的飞行参数。

5.根据权利要求2所述的无人驾驶飞行器平台，其特征在于上述侦测单元用于侦测或者拍摄周围的环境。

6.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述机身还包括：

传输单元，与上述处理单元连接。

7.根据权利要求6所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述传输单元与外部电子装置建立连接。

8.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述摄像模组用于立体成像拍摄。

9.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述摄像模组用于备拍。

10.根据权利要求1所述的无人驾驶飞行器，其特征在于上述拍摄模组用于续拍。