CN205017413U - 基于无人飞行器的拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于无人飞行器的拍摄装置，该装置包括无人飞行器(1)和飞行控制器(2)，无人飞行器(1)包括测量模块(3)和设在云台(4)上的拍摄设备(5)，测量模块(3)测量所述无人飞行器(1)的环境信息并发送到所述飞行控制器(2)；云台(4)可调整安装在其上的所述拍摄设备(5)，飞行控制器(2)包括飞行控制模块(6)、拍摄控制模块(7)和处理模块(8)，拍摄控制模块(7)控制所述云台(4)调整所述拍摄设备(5)的位置参数以及调整所述拍摄设备(5)的拍摄参数，处理模块(8)基于每个所述拍摄时刻接收的所述环境信息、位置参数和/或拍摄参数对在所述拍摄时刻所拍摄的所述相应拍摄素材进行处理。
Description
技术领域
本实用新型属于航拍领域，特别是涉及一种基于无人飞行器的拍摄装置。
背景技术
无人飞行器航拍是一个集单片机技术、航拍传感器技术、GPS导航航拍技术、通讯航拍服务技术、飞行控制技术、任务控制技术、编程技术等多技术并依托于硬件的高科技产物，其拍摄影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。且无人飞行器为航拍摄影提供了操作方便，易于转场的遥感平台；起飞降落受场地限制较小，在操场、公路或其他较开阔的地面均可起降，其稳定性、安全性好，转场等非常容易；小型轻便、低噪节能、高效机动、影像清晰、轻型化、小型化、智能化更是无人飞行器航拍的突出特点。应用多旋翼无人机进行特定区域的监控可以不必担心人员安全，也不必担心飞行员的体力限制。无人飞行器可以执行各种最为危险的任务，例如在环境恶劣、人无法靠近的环境下采用无人机进行实时监控。因此，采用无人飞行器来实现航拍现在已经得到广泛应用。
一方面在专业航拍领域，无人飞行器经过精准的操控，能够实现从任意角度对任意目标的灵活拍摄，在很多场合都得到广泛应用，比如庆典活动现场、电影拍摄、球赛直播转播等。另一方面，在消费级航拍领域，普通用户也对能够从空中对目标进行拍摄获得航拍照片或者影片的方式非常感兴趣，事实上，在社交媒体上已经存在大量普通用户自己拍摄得到的各种航拍照片与视频，并将其分享给朋友。航拍的需求随着技术的进步，设备的成本降低而得到极大发展，但是当前的航拍手段仍然非常简单。最直接的，就是用无人飞行器搭载摄像设备，然后进行拍摄。虽然从飞行控制、飞行能力、防抖技术、影像处理技术等方面，已经有很多人在不断投入技术力量进行改进。但是航拍最终是服务于用户的，怎么能够让用户更简单的使用航拍设备，怎么能够让用户更方便的将航拍成果分享出去，这个是需求所在，也应该是技术关注的重点。申请人注意到，现在用户在使用无人飞行器进行航拍的时候，存在一个麻烦，无人飞行器在空中，连续的对目标对象进行拍摄的，并且一次飞行过程中经常会得到多个照相或者摄像结果，也就是说，一次飞行过程中，往往会产生多张照片以及多段视频。在用户后期整理这些照片或者视频的时候，有一个困难是，当照片与视频的数量过多的时候，用户难以分辨这些照片的产生时间与地点，即使有的拍摄装置自带有时间标记功能，但是对于经常是在移动的情况下拍摄的内容而言，不能很好的将拍摄时间、拍摄地点、拍摄内容都很好的展现出来的方案，不能满足现有用户的使用需求，并给用户的拍摄内容整理与使用工作，带来麻烦。
专利文献CN204515536公开了一种基于四旋翼的自主巡航拍摄系统，其包括:飞行器、地面站监控系统、GPS定位器、实时航拍系统以及数据存储器；其中飞行器上设置有飞行控制器，所述飞行控制器的输入端分别连接有指令接收器和数据收发设备，GPS定位器与飞行控制器之间信号线连接，实时航拍系统置于飞行器上，包括航拍摄像头、无刷云台以及无线图像发送设备，航拍摄像头安装在无刷云台上；无刷云台安装在飞行器上，无线图像发送器与航拍摄像头连接；所述数据存储器与飞行控制器连接，将数据进行存储；所述地面站监控系统包括无线图像接收设备以及无线数据收发设备与微型计算机连接，通过无线图像接收设备接受无线图像发送器发射的图像数据，数据收发设备发送的数据通过无线数据收发设备接受。该专利可对指定区域进行实时定位及航拍，从而实现指定区域的实时监控，有效减少人力的投入。但该系统结构复杂、成本高且不能记录拍摄时刻下的相关信息，以及不能将拍摄素材和拍摄时刻下的信息对应和进行处理减轻拍摄素材整理和剪辑的麻烦。
专利文献CN201604796公开了一种智能航拍无人飞行器，其包括机体，在机体中间设有机舱)，机舱分别连接4个悬臂，在每个悬臂的尾端上下分别安装螺旋桨，螺旋桨连接动力模块，动力模块和飞行控制模块连接，飞行控制模块分别连接导航模块和实时视频回传模块。该无人飞行器高清晰度实时视频回传，让操控者在地面只通过监视屏幕就能方便的掌握飞行器的飞行状态信息布网，但其不能记录拍摄时刻下的环境信息和对拍摄参数进行调整，以及不能将拍摄素材和拍摄时刻下的信息对应和进行处理减轻拍摄素材整理和剪辑的麻烦。
传统拍摄装置仅仅完成拍摄、存储和/或发送功能，并不能很好的保留与该拍摄相关的物理信息。传统拍摄装置有的能够保存一些与拍摄结果有关的技术信息，比如快门时间、曝光强度、感光度等等。因此，本领域急需一种能够按照一定的规律，比如根据拍摄时间、拍摄地点、拍摄目标特征等因素，对拍摄结果进行有规律的摘编和整理，就能迅速的、自动的形成有分享价值的拍摄素材，换句话说，将海量拍摄结果，变成了能够从时间轴或者方位轴角度反映一定内容的拍摄素材。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本实用新型背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
实用新型内容
本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现。
本实用新型公开的一种基于无人飞行器的拍摄装置，其包括无人飞行器和飞行控制器。
所述无人飞行器包括测量模块和设在云台上的拍摄设备。
设在所述无人飞行器上的所述测量模块测量所述无人飞行器的环境信息并发送到所述飞行控制器。
可拆卸安装在所述无人飞行器上的所述云台可调整安装在其上的所述拍摄设备。
所述飞行控制器包括飞行控制模块、拍摄控制模块和处理模块，其中，所述飞行控制模块控制所述无人飞行器的飞行状态，所述拍摄控制模块控制所述云台调整所述拍摄设备的位置参数以及调整所述拍摄设备的拍摄参数且当拍摄时，将在拍摄时刻下的所述位置参数和拍摄参数发送到所述处理模块。
所述处理模块基于每个所述拍摄时刻接收的所述环境信息、所述位置参数和/或所述拍摄参数对在所述拍摄时刻所拍摄的所述相应拍摄素材进行处理。
优选地，所述测量模块由选自电子罗盘、高度计、GPS单元、光线传感器、湿度传感器和温度传感器组成的组中的一个或多个组成，所述测量模块测量的所述环境信息由所述无人飞行器的方位信息、高度信息、位置信息、光强信息、湿度信息和温度信息组成的组中的一个或多个组成。
优选地，所述云台包括用于变焦操纵、俯仰运动和方位运动的可调整机构。
优选地，所述拍摄设备为可见光高清摄像机、高分辨率照相机、红外成像仪或紫外成像设备。
优选地，所述飞行控制模块基于在飞行控制器上的GIS模块提供的飞行信息控制所述无人飞行器的飞行状态和/或基于用户输入的飞行指令调整所述无人飞行器的飞行状态。
优选地，所述位置参数为所述拍摄设备的拍摄角度，所述拍摄参数为快门时间、曝光强度和感光度中的一个或多个。
优选地，所述处理模块可以根据所述拍摄时刻、所述环境信息、所述位置参数或所述拍摄参数将相应的所述拍摄素材进行排序或按预定条件调用。
优选地，所述飞行控制模块控制所述无人飞行器在预定位置悬停。
优选地，所述飞行控制器包括用于显示所述拍摄素材的显示模块和/或所述处理模块包括用于存储的存储单元。
本实用新型提出的方案能够将拍摄内容与拍摄时间、拍摄地点，以及其他拍摄条件对应起来。本实用新型提出的方案还能够根据拍摄内容的拍摄时间、拍摄地点以及其他拍摄条件信息自动生成所需的拍摄素材。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的基于无人飞行器的拍摄装置的结构示意图。
图2是根据本实用新型另一个实施例的基于无人飞行器的拍摄装置的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的解释。
具体实施方式
以下详细描述实际上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。此外，并不意欲受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中呈现的任何明确或暗示的理论约束。如本文使用，术语“模块”或“单元”是指任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备(单独地或者以任何组合)，包括而不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或成组的)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其他适合的部件。此外，除非明确地具有相反的描述，否则词语“包括”及其不同的变型应被理解为隐含包括所述的部件但不排除任意其他部件。本发明的“处理”包括但不限于对拍摄素材的选择、排序、编辑以及组合等应用。本实用新型的实施例描述了一种基于无人飞行器的拍摄装置，如图1所示的根据本实用新型的一个实施例的基于无人飞行器的拍摄装置的示意图，基于无人飞行器的拍摄装置包括无人飞行器1和飞行控制器2。
在本领域中，无人飞行器1是指采用自动控制、具有自动导航的无人飞行器。该无人飞行器1可以是多旋翼式无人飞行器。飞行控制器2是无人飞行器1在飞行过程中利用自动控制能够对飞行器的构形、飞行姿态和运动参数实施控制的设备，用户通过该飞行控制器2对无人飞行器1的飞行过程进行控制。
所述无人飞行器1包括测量模块3和设在云台4上的拍摄设备5。所述测量模块3测量所述无人飞行器1的环境信息并发送到所述飞行控制器2。在无人飞行器1中配置的测量模块3可以由选自电子罗盘、高度计、GPS单元、光线传感器、湿度传感器和温度传感器组成的组中的一个或多个组成，所述测量模块3测量的所述环境信息由所述无人飞行器的方位信息、高度信息、位置信息、光强信息、湿度信息和温度信息组成的组中的一个或多个组成。
在一个实施例中，所述测量模块3可以根据GPS单元确定位置信息，还可以进一步根据GPS单元和在所述飞行控制器2上的GIS模块9提供的预定坐标定位确定位置信息.所述测量模块3通过光线传感器、湿度传感器、温度传感器、高度计等来测量光强、湿度、温度、高度等环境信息。
云台4负责固定拍摄设备5，并能提供设备位置调整功能与防抖动功能，而拍摄设备5通常为运动相机，能够在各种环境下，有效完成拍摄任务.云台4是既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。云台4可以是适用于对大范围进行拍摄的电动云台，该电动云台高速姿态可以由两台执行电动机来实现，电动机接受来自飞行控制器2的信号精确地运行定位。
安装在所述无人飞行器1上的所述云台4可调整安装在其上的所述拍摄设备5。在一个实施例中，所述云台4包括用于变焦操纵、俯仰运动和方位运动的可调整机构。
在一个实施例中，所述拍摄设备5为可见光高清摄像机、高分辨率照相机、红外成像仪或紫外成像设备。
所述飞行控制器2包括飞行控制模块6、拍摄控制模块7和处理模块8。
所述飞行控制模块6控制所述无人飞行器1的飞行状态。飞飞行控制模块6根据拍摄任务调整无人飞行器飞行状态，其包括无人飞行器起降点、悬停点、降落点、航迹点、返航点，航迹上的飞行高度、飞行速度等。在一个实施例中，所述飞行控制模块6控制所述无人飞行器1在预定位置悬停。用户通过飞行控制模块6发出飞行指令控制无人飞行器1起飞并在预定空域完成飞行任务，通常是在可视范围内，完成指定的飞行轨迹，然后在选定的拍摄地点悬停，然后完成飞行拍摄，或者是按照一个预计的飞行轨迹，在飞行过程中，完成拍摄。
所述拍摄控制模块7控制所述云台4调整所述拍摄设备5的位置参数以及调整所述拍摄设备5的拍摄参数且当拍摄时，将在拍摄时刻下的所述位置参数和拍摄参数发送到所述处理模块8。
在一个实施例中，所述位置参数为所述拍摄设备5的拍摄角度，所述拍摄参数为快门时间、曝光强度和感光度中的一个或多个。
所述处理模块8基于每个所述拍摄时刻接收的所述环境信息、所述位置参数和/或所述拍摄参数对在所述拍摄时刻所拍摄的所述相应拍摄素材进行处理。
在一个实施例中，所述处理模块8可以根据所述拍摄时刻、所述环境信息、所述位置参数或所述拍摄参数将相应的所述拍摄素材进行排序或按预定条件调用。
在一个实施例中，用户利用无人飞行器的拍摄装置不间断的完成了4次飞行拍摄，每次飞行时间20分钟，每次都拍摄了30张拍摄素材。在单次飞行时长为20分钟的拍摄过程中，无人飞行器的飞行过程往往是无规律的，也即是说，基本不会发生那种从头到尾无人飞行器都按照匀速绕圈飞行和拍摄的情况，如果想要迅速从拍摄素材中，挑选出无人飞行器在不同地理位置拍摄的拍摄素材，也需要一定的时间。尤其是在拍摄内容比较多的情况下，就更花时间了。根据本申请方案，由于拍摄素材对应有测量模块3测量的位置信息，处理模块8根据位置信息对拍摄素材进行分类，然后每一种位置信息调用一个拍摄素材以供用户使用。简单来说，假设用户在拍摄一个类似世界公园这样，每隔20到30米就具有一个不同景观的环境，那么通过地理位置信息筛选的方式，就能够有效的得出基本不重复的供展示成果，而无需用户繁琐的预览、挑选工作。而且，这种方式下，不管用户操纵无人机进行飞行拍摄的过程有多随意，比如先拍了一会A点，然后去拍了一会B点，过了一会又掉头回来重新拍了一下A点，然后又去B点自拍留影，即使这些拍摄素材在时间轴上是难以分辨出差异的，但是通过位置信息就能有效进行对象划分。
在另一个实施例中，基于类似的原理，只要结合了拍摄素材以及其中所对应的所述拍摄时刻、所述环境信息、所述位置参数或所述拍摄参数，处理模块8能处理产生有价值的展示内容。基于环境信息，有可能摘选出在日照最强烈、室外光照条件好的情况下的拍摄内容；基于光源色度分析，有可能摘选出分别在海边和绿地拍摄的素材；基于温度、湿度、高度等信息，也能产生有针对性的拍摄素材用来进行展示，而这种展示往往是非常有价值的。比如，基于高度计得到的信息，将同一高度范围拍摄下来的拍摄素材都筛选出来，同时展现在用户面前，由于拍摄条件的接近，很容易让用户产生一种整体感，能够通过这些拍摄素材的集体展示，产生预料不到的展示效果。
在一个实施例中，处理模块8还可以将所述拍摄时刻、所述环境信息、所述位置参数或所述拍摄参数标注在拍摄素材上，所标注的信息既可以是比较直观的时间信息、位置信息，也可以是与产生拍摄素材组合的依据有关的参数信息。处理模块8还可以利用模板生成拍摄素材的各种类型的组合，可以增加拍摄素材展示的趣味性和效果。
如图2所示的根据本实用新型另一个实施例的基于无人飞行器的拍摄装置的结构示意图，基于无人飞行器的拍摄装置包括无人飞行器1和飞行控制器2。
所述无人飞行器1包括测量模块3和设在云台4上的拍摄设备5。
所述测量模块3测量所述无人飞行器1的环境信息并发送到所述飞行控制器2。
安装在所述无人飞行器1上的所述云台4可调整安装在其上的所述拍摄设备5。
所述飞行控制器2包括飞行控制模块6、拍摄控制模块7和处理模块8。
所述飞行控制模块6基于在所述飞行控制器2上的GIS模块9提供的飞行信息控制所述无人飞行器1的飞行状态和/或基于用户输入的飞行指令调整所述无人飞行器1的飞行状态。所述GIS模块9用于输入和输出无人飞行器1的飞行信息并可用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的所述飞行信息。GIS模块9中展示飞行信息，并提供飞行信息的规划、选择和框选等操作，并可用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的飞行信息。
在一个实施例中，所述GIS模块9包括GIS信息导入导出单元、信息展示单元和信息维护单元。其中，GIS信息导入导出单元，用于GIS地图中无飞行器1飞行信息的导入和导出，其导入和导出的格式包括但不限于文本、XML、CSV、EXCEL、WORD、PDF等格式；信息展示单元，用于在GIS地图上展示飞行信息；信息维护单元，用于在GIS地图上浏览、编辑和删除相应的飞行信息。GIS模块9为飞行线路规划提供地理信息查询，包括GPS信息、地点和飞行线路的海拔高度信息，建筑物、道路、河流信息等等。
所述拍摄控制模块7控制所述云台4调整所述拍摄设备5的位置参数以及调整所述拍摄设备5的拍摄参数且当拍摄时，将在拍摄时刻下的所述位置参数和拍摄参数发送到所述处理模块8。
所述处理模块8基于每个所述拍摄时刻接收的所述环境信息、所述位置参数和/或所述拍摄参数对在所述拍摄时刻所拍摄的所述相应拍摄素材进行处理。
所述飞行控制器2包括用于显示所述拍摄素材的显示模块10和/或所述处理模块包括用于存储的存储单元11。
处理模块8可编译、组织或分析在存储器的存储格式的传感数据以执行对数据的统计分析。处理模块8可以包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路、数字电路、及其组合、或其他已知或以后开发的处理器。存储单元11可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储单元11可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器EEPROM或其它类型的存储器。
在一个实施例中，无人飞机器1不间断的完成了4次飞行拍摄，每次飞行时间20分钟，每次都拍摄了30张拍摄素材。用户希望能够及时分享拍摄素材组合，但是又不方便对存储的大量拍摄素材进行编辑，此时，处理模块4按照时间参数对拍摄素材进行筛选和自动组合，就能生成有价值的拍摄成果，比如，以第一次开始拍摄的时间为起止点，以最后一次拍摄的时间为终止点，假设为总拍摄周期，在这个拍摄周期内，以等时间间隔的方式，选定6个时间点假设起始点为1号点，终止点为8号点，那么一共是八个时间点，时间点2-时间点7，根据拍摄素材中与上述时间点最接近的原则，选择出需要的6张拍摄素材，将这6张拍摄素材组合在一起，附上拍摄时间，作为一个组，就能利用这个拍摄素材组直接展示用户当天游玩整个过程的大致情况。并且由于这种拍摄素材的选择既有规律，同时又有一定的随机性，所以能够有趣的反映出用户当天的游玩过程，并且方便快捷。例如，还是在刚才的条件下，只要适当利用这些拍摄素材所对应的参数，还能自动产生更多拍摄内容用于展示和分享。比如，可以从4次飞行拍摄过程中各选择出一张照片来，作为展示用的拍摄素材，此时只需要简单选择4次飞行拍摄过程中，每段飞行拍摄过程的中位数时间点处的拍摄素材即可。因为，4次飞行拍摄的时机选择与旅游景点特性有关，通常都不是按照时间轴平均分布，所以这样的选择方式产生的结果，与上述示例基本都会有较大差异，但是也是从不同的侧面反映了用户游玩的过程，产生了可直接被展示和分享的价值。
例如，实际工作中，根据实际拍摄素材的产生时间，有可能需要挑选与计算出来的时间点最接近的拍摄素材来使用。处理模块4将拍摄时刻作为参数来筛选拍摄素材。
在一个实施例中，所述拍摄时刻可以是拍摄绝对时间，有必要的时候还可以对应产生农历时辰的时间信息，还可以是以本次航拍工作开始的时间为起始点的相对时间，比如是本次航拍工作开始后的第5分钟，也可以是以单次连续航拍过程中的相对时间参数，比如是某个十连拍拍摄动作的第7张照片等。
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (10)
1.一种基于无人飞行器的拍摄装置，其包括无人飞行器(1)和飞行控制器(2)，其中，
所述无人飞行器(1)包括测量模块(3)和设在云台(4)上的拍摄设备(5)，其中，
设在所述无人飞行器(1)上的所述测量模块(3)测量所述无人飞行器(1)的环境信息并发送到所述飞行控制器(2)；
可拆卸安装在所述无人飞行器(1)上的所述云台(4)可调整安装在其上的所述拍摄设备(5)；
所述飞行控制器(2)包括飞行控制模块(6)、拍摄控制模块(7)和处理模块(8)，其中，
所述飞行控制模块(6)控制所述无人飞行器(1)的飞行状态，所述拍摄控制模块(7)控制所述云台(4)调整所述拍摄设备(5)的位置参数以及调整所述拍摄设备(5)的拍摄参数且当拍摄时，将在拍摄时刻下的所述位置参数和拍摄参数发送到所述处理模块(8)；
所述处理模块(8)基于每个所述拍摄时刻接收的所述环境信息、所述位置参数和/或所述拍摄参数对在所述拍摄时刻所拍摄的相应拍摄素材进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述测量模块(3)由选自电子罗盘、高度计、GPS单元、光线传感器、湿度传感器和温度传感器组成的组中的一个或多个组成，所述测量模块(3)测量的所述环境信息由所述无人飞行器的方位信息、高度信息、位置信息、光强信息、湿度信息和温度信息组成的组中的一个或多个组成。
3.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述云台(4)包括用于变焦操纵、俯仰运动和方位运动的可调整机构。
4.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述拍摄设备(5)为可见光高清摄像机、高分辨率照相机、红外成像仪或紫外成像设备。
5.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述飞行控制模块(6)基于在所述飞行控制器(2)上的GIS模块(9)提供的飞行信息控制所述无人飞行器(1)的飞行状态和/或基于用户输入的飞行指令调整所述无人飞行器(1)的飞行状态。
6.根据权利要求5所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述GIS模块(9)包括GIS信息导入导出单元、信息展示单元和信息维护单元。
7.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述处理模块(8)是现场可编程门阵列FPGA。
8.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：所述飞行控制器(2)包括用于显示所述拍摄素材的显示模块(10)和/或所述处理模块包括用于存储的存储单元(11)。
9.根据权利要求8所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：存储单元(11)可以是易失性存储器或非易失性存储器。
10.根据权利要求1所述的基于无人飞行器的拍摄装置，其特征在于：处理模块(8)是通用处理器。
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