CN204929018U - 一种定位拍摄辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定位拍摄辅助装置，包括：用于固定拍摄设备的云台机构；与拍摄目标位置一致的遥控装置，用于发出超声波信号；用于接收超声波信号的超声波传感器组，随着拍摄设备的旋转而旋转，其接收超声波信号的方向与拍摄设备的镜头视角方向一致；控制电路，根据超声波传感器组接收到的超声波信号，计算出遥控装置的方位，控制云台机构围绕垂直轴和/或水平轴旋转，使拍摄设备对准拍摄目标。通过该装置可以迅速地找到拍摄目标的大致方位，对拍摄目标进行锁定拍摄。

Description

一种定位拍摄辅助装置

技术领域

本实用新型涉及用于摄影摄像的电子配件，尤其涉及一种可对拍摄对象进行定位的拍摄辅助装置。

背景技术

目前，传统的手机、平扳电脑、照像机等可拍摄设备都需要人工将镜头对准目标进行拍照录象等。可是随着手机，平扳电脑的普及，自拍越来越成为人们的日常需求，但是目前只有手持以及长度有限的自拍杆可以供人们使用。超出手臂或者自拍杆的较远距离的对准自己拍照的技术尚为空白。

而在自动跟踪拍摄领域，现有的技术主要有图象识别跟踪技术，红外光源跟踪技术等，这些技术有成本高且容易被干扰的缺点。

现有技术也有用超声波源跟踪目标的技术，专利ZL200710169136.5公开了一种超声波跟踪系统及相关方法，主要是通过几个麦克风响应变化频率的超声波，通过相位差来确定目标的方位，并需要通过超声波的波阵面曲率或其它技术来确定目标离摄像机的距离，这种方法几个麦克风之间需要相对较大的距离，且需要复杂的处理电路及较高性能的处理器，并需要和昂贵的可以摇摆，倾斜，变焦的可控摄像机通讯配合才能完成目标跟踪的目的，从而导致成本高昂，并且只能用于特定的摄影设备，只实用于一些专业的场合。

此外还有一些其他现有技术也公开了采用超声波来定位的技术，但是这些现有技术都必须要得知特定范围内的目标的准确三维坐标，需要准确确定超声波发射装置与接收装置之间的距离，因此都需要配合温度传感器测温等辅助技术手段，以确定超声波的准确速度，或需要较多的接收传感器和较高性能的处理器才能计算目标的准确位置，或需要较多的处理器和额外的红外传感器和无线收发模块等才能完成，这些都会必然导致成本升高，可自拍摄影摄像设备的体积增大，不能满足人们日常的需求。

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的问题是提供一种的可拍摄设备的可遥控对准目标及自动跟踪目标的方法及装置。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有技术的问题，提出一种定位拍摄装置，该装置成本低，体积小，十分适用于个人娱乐。

本实用新型所提出的定位拍摄辅助装置，用于固定拍摄设备的云台机构，接收控制电路的指令，驱动拍摄设备转动至拍摄目标的方位；

与拍摄目标位置一致的遥控装置，包括超声波发生电路、超声波换能器和指令输入模块，超声波发生电路根据指令输入模块发出的开关命令，通过超声波换能器向云台机构发出或停止发出超声波信号；

用于接收超声波信号的超声波传感器组，包括三个超声波传感器及其接收电路，各超声波传感器随着拍摄设备的转动而转动，其接收超声波信号的方向与拍摄设备的镜头视角方向一致，三个超声波传感器以其中一个为原点，另外两个分别位于相对于原点的X轴和Y轴上，各超声波传感器及其接收电路接收到同一个超声波信号后，分别向控制电路发出电平变化信号；

控制电路，根据X轴/Y轴上的两个超声波传感器的电平变化信号的时间差，控制云台机构在X轴/Y轴上转动相应的角度。

本实用新型通过设置在遥控装置内的超声波发射装置可由指令输入装置控制发出超声波脉冲信号，多个超声波接收传感器响应超声波源发出的超声波脉冲信号。每个超声波传感器及其接收电路每收到一个有效超声波脉冲后分别给主控制器发出电平变化信号，主控制器通过接收到各超声波传感器及其接收电路发出的电平变化信号的时间差，计算出超声波源到每个超声波传感器的距离差，从而判断佩带遥控装置的目标所在的大致空间方位，然后控制载有拍摄设备的电动云台转动，使拍摄设备的镜头方向最终向佩带遥控装置的目标转动，从而实现遥控对准目标拍照及自动跟踪目标拍摄的目的。本实用新型同样还可以用于自动跟踪拍摄，当需要自动跟踪目标时，将所述开关装置处于开状态，遥控装置一直发射持续的超声波脉冲信号，接收及跟踪单元通过接受持续的超声波脉冲信号，计算目标方位，便得到持续的目标方位的位置数据流，通过持续的目标方位的位置数据流,控制电动云台支架上的拍摄装置的镜头一直对准运动的目标，便可完成自动跟踪目标拍摄的目的。由于本实用新型中控制电路可以不和摄像设备发生通讯关系，因此，本实用新型可实用于所有不需要变焦或可以自动变焦的可摄像设备。同时因为采用接收超声波脉冲的时间差的方式，抗干扰能力强。本实用新型所用器件少，对主控制器的性能要求不高，超声波传感器阵列中超声波传感器之间的距离小，从而可以做到体积小，成本低，非常适合个人娱乐甚至专业场合也可使用。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的原理方框图；

图3是本实用新型一实施云台机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，详细说明本实用新型结构和工作原理。

如图1所示，本实用新型提供的定位拍摄辅助装置，其主要有遥控装置1和云台机构3这两个部件。

如图2所示，遥控装置1由拍摄目标佩带，遥控装置设置有指令输入模块101，超声波换能器102，超声波发生电路104，进一步还可以遥控装置1还包括拍摄设备无线控制电路103。指令输入模块101可以为按键101A或者拨动开关101B，或者为两者的组合，遥控装置1可以通过按键101A和拨动开关101B控制超声波发生电路发射超声波信号，超声波发生电路根据指令输入模块发出的开关命令，通过超声波换能器向云台机构发出或停止发出超声波信号。本实施例的超声波信号为超声波脉冲信号。当指令输入模块通过按键输入第一指令时，遥控装置发射若干个超声波脉冲信号，当指令输入装置通过拨动开关输入第二指令时，遥控装置根据一定的时间间隔持续发射周期性的超声波脉冲信号。

云台机构3以及设置在云台机构内的控制电路4和设置在云台机构上的超声波传感器组5一起构成了接收及跟踪单元2。

如图3所示，本实施例的云台机构3具有一个圆形底座301，底座上设有一个水平旋转台302，一根水平轴的两端分别与底座和水平旋转台连接（图中未示出），其中水平轴与底座可转动连接，与水平旋转台为固定连接，云台机构内设有驱动水平轴转动的第一电机，水平轴和第一电机组成水平轴电机组件306，使水平旋转台可以围绕水平轴在360度范围内旋转（以图3中视角为基准，水平轴相对于地面垂直），水平旋转台的上方沿其径向方向，设有一对间隔的三角形支撑块303，支撑块上固定着垂直轴304，云台机构内还设有驱动垂直轴转动的第二电机，垂直轴与第二电机组成垂直轴电机组件307。与垂直轴固定连接着的是安装座305，安装座上设置着用于固定拍摄设置的的夹紧装置，夹紧装置可以是条形槽、吸盘或者夹子等。云台机构接收控制电路的指令，驱动拍摄设备转动至拍摄目标的方位。

超声波传感器组5固定在云台机构的安装座上，各超声波传感器的超声波接收方向和放置在安装座上的拍摄设备的镜头视角方向一致，随着拍摄设备一起转动，各超声波传感器及其接收电路接收到同一个超声波信号后，分别向控制电路发出电平变化信号。本实施例中，采用三个超声波传感器5构成超声波传感器组，三个超声波传感器以其中一个为原点，另外两个分别位于相对于原点的X轴和Y轴上。其中位于X轴的两个超声波传感器用于确定目标的水平方位，位于Y轴的两个超声波传感器用于确定拍摄目标的垂直方位。在其他实施例中，可以采用3个以上超声波传感器，排布位置也可以根据需要进行变化。

控制电路根据X轴/Y轴上的两个超声波传感器的电平变化信号的时间差，控制云台机构在X轴/Y轴上转动相应的角度。控制电路包括超声波接收电路以及主控制器。

当按下按键101A时，遥控装置通过超声波换能器102和超声波发生电路104发射超声波脉冲，当松开按键101A时，遥控装置停止发射超声波脉冲，这样的有益效果是，当按下按键101A时，接收及处理单元就会控制可摄像装置的镜头向佩带遥控装置的目标转动，当可摄像设备的镜头对准目标后，松开按键101A，电动云台机构静止，便完成遥控对准目标的目的，这时可通过拍摄设备无线控制电路103遥控拍摄设备6对目标进行拍照。将拨动开关101B处于开状态时，遥控装置一直发射持续的超声波脉冲信号，接收及跟踪单元通过接受持续的超声波脉冲信号，计算目标方位，便得到持续的目标方位的位置数据流，通过持续的目标方位的位置数据流,控制固定于电动云台支架上的拍摄装置的镜头一直对准运动的目标，便可完成自动跟踪目标拍摄的目的。

超声波脉冲信号，以超声波接收电路可识别的频率的周期性的出现，相邻两个有效频率的超声波脉冲间隔的时间Tm至少足够控制电路进行一次定位的时间差。

控制电路中的主控制器401可以是单片机（MCU）、可编程门阵列(FPGA)等类似装置，一实施实例中，作为优选主控制器采用的是单片机（MCU）。

在一实施实例中，如有需要测定目标与接收及跟踪单元的距离，则可以通过分别在遥控装置和收及跟踪单元上增加传感器来确定目标与接收及跟踪单元的距离。如可在遥控装置增加射频发射装置，射频发射装置与超声波发射装置同步发射射频脉冲，在目标与接收及跟踪单元增加射频接收装置，这样可以通过接收射频脉冲与接收超声波脉冲的时间差计算目标与接收及跟踪单元的距离。

上面所述的垂直，水平都是在一般正常使用的方向，也可以指在其他使用位置的相对方向，只是用于方便解释该实用新型。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。本实用新型除了用于图1所示的手机拍照支架外，还可以用于其他场合，如可以用于PC摄像头、无人机自动跟踪拍摄等。

应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本实用新型专利保护范围的限制，本实用新型的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种定位拍摄辅助装置，其特征在于，包括：

用于固定拍摄设备的云台机构，接收控制电路的指令，驱动拍摄设备转动至拍摄目标的方位；

与拍摄目标位置一致的遥控装置，包括超声波发生电路、超声波换能器和指令输入模块，超声波发生电路根据指令输入模块发出的开关命令，通过超声波换能器向云台机构发出或停止发出超声波信号；

用于接收超声波信号的超声波传感器组，包括至少3个超声波传感器及其接收电路，各超声波传感器随着拍摄设备的转动而转动，其接收超声波信号的方向与拍摄设备的镜头视角方向一致，各超声波传感器及其接收电路接收到同一个超声波信号后，分别向控制电路发出电平变化信号；

控制电路，根据各超声波传感器的电平变化信号的时间差，控制云台机构在X轴/Y轴上转动相应的角度。

2.如权利要求1所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述各超声波传感器以其中一个为原点，其他分别位于相对于原点的X轴和Y轴上。

3.如权利要求1所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述超声波信号为超声波脉冲信号。

4.如权利要求3所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述指令输入模块输入第一指令时，遥控装置发射若干个超声波脉冲信号，所述指令输入装置输入第二指令时，遥控装置根据一定的时间间隔持续发射周期性的超声波脉冲信号。

5.如权利要求4所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述指令输入模块包括按键和拨动开关，所述第一指令通过按键发出，所述第二指令通过拨动开关发出。

6.如权利要求1至4任意一项所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述遥控装置还包括用于控制拍摄设备拍照的无线控制电路。

7.如权利要求1至4任意一项所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述云台机构包括：底座、设置在底座上的水平旋转台、连接底座和水平旋转台的水平轴、驱动水平轴转动带动水平旋转台相对于底座水平转动的第一电机、设置在水平旋转台上的两个间隔支撑块、固定在支撑块之间的垂直轴、驱动垂直轴转动的第二电机、与所述垂直轴固定的安装座、设置在安装座上用于固定拍摄设置的夹紧装置。

8.如权利要求7所述的定位拍摄辅助装置，其特征在于，所述夹紧装置为安装槽或者吸盘或者夹子。