CN213843742U - 一种全景云台及成像系统 - Google Patents

Abstract

一种全景云台及成像系统，全景云台包括机架(1)，第二旋转机构(3)设置在机架上，第二旋转机构的输出端连接有拍摄机构(4)，第二旋转机构用于驱动拍摄机构相对机架绕第二旋转轴线(5)转动，机架与第一旋转机构(2)的输出端相连接，第一旋转机构的第一旋转轴线(21)与第二旋转轴线相垂直，且第一旋转轴线与第二旋转轴线的交点是拍摄机构上拍摄设备(41)镜头的圆心。上述全景云台和成像系统能够获得多张高清图片/视频，多张高清图片/视频能够形成一个完整无缝的720度全景高清图片/视频，形成的720度全景图/视频的全景畸变较小，无需大量的后期处理，便可获得高清单反级的720度全景图/视频，提升全景内容生产的品质。

Description

一种全景云台及成像系统

技术领域

本发明涉及摄像器材技术领域，尤其涉及一种全景云台及成像系统。

背景技术

720度全景拍摄技术是用于拍摄全景图片/视频并在全球范围内迅速发展的一种视觉新技术，给人们带来全新的沉浸式视觉感受，全景视角的场景记录和沉浸式的观看模式，可广泛应用于数字空间展示领域、旅游领域等诸多领域，如在线的房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等。所显示场景即为通过全景拍摄所获得的真实场景。相比虚拟现实技术，全景技术对于真实场景的再现还原度更高，制作时间更短，制作成本更低，市场需求量更大。

市面上普遍的全景拍摄方式有三种，一种是通过非自动全景云台，相机固定在云台之上，拍摄者手动转动云台进行拍摄。第二种是通过电动水平转动云台，搭载相机进行水平360度全景的拍摄。第三种是通过全景相机进行拍摄。

但通过以上三种方式进行拍摄会遇到以下问题：一、通过第一种方式进行拍摄需要耗费大量的拍摄时间，完成一次全景拍摄的时间较长，且由于手动旋转所导致的拼接后的全景图像畸变较大，需要较多的后期处理时间。同时通过此种方式所获得的图片有无法形成一张无缝全景图的可能。二、通过第二种方式只能获得水平360度的全景图，无法获得720度的全景图。三、通过第三种方式所获得的全景图受拍摄时相机与地面之间水平度的影响，同样可能面临需要大量后期处理的可能，且获得的全景图分辨率最高仅为8K，视觉效果较差，无法满足高品质的视觉需求。

由此本发明主要为了解决全景拍摄技术中的无缝成像问题与更高品质成像问题，与此同时形成3D影像的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种全景云台，能够获得高品质的、能够形成无缝的、无畸变的全景图或全景视频的图片素材。解决全景拍摄技术中的无缝成像的问题、更高品质的成像问题、更高效拍摄的问题、更高效全景后期的问题，与此同时兼具形成全景3D影像的问题。

本发明的另一个目的在于提出一种成像系统，通过应用如上提到的全景云台，能够获得高品质的且无损像素的全景图构成素材，且支持通过虚拟现实引擎实现3D全景的成像系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种全景云台，包括机架，所述全景云台还包括：

第一旋转机构，所述机架与所述第一旋转机构的输出端相连接；

第二旋转机构，设置在所述机架上；以及

拍摄机构，与所述第二旋转机构的输出端相连接，所述第二旋转机构驱动所述拍摄机构相对所述机架绕第二旋转轴线转动，所述第一旋转机构的第一旋转轴线与所述第二旋转轴线相垂直；所述拍摄机构包括拍摄设备，所述第一旋转轴线与所述第二旋转轴线的交点为所述拍摄设备的镜头圆心，也为该拍摄设备的旋转中心。

可选地，所述第二旋转机构的输出端包括第二齿轮，所述拍摄机构还包括：

框架，所述框架的一端与所述机架转动连接，另一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合。

可选地，所述框架与所述拍摄设备中的一个设置卡凸，另一个设置卡槽，所述卡凸卡接在所述卡槽中。

可选地，所述第一齿轮的端面凸设有转轴，所述转轴与所述机架转动连接。

可选地，所述框架包括至少两个安装位，其中一个所述安装位内设置有拍摄设备，其余的所述安装位内能设置有辅助拍摄机构。

可选地，所述框架和所述机架由钣金制成。

可选地，所述第二旋转机构的输出端与所述拍摄机构固定连接。

可选地，所述第一旋转机构和所述第二旋转机构为步进电机或伺服电机。

可选地，所述第一旋转机构以第一旋转轴线为中心旋转第一预设次数，所述第一旋转机构每次旋转第一预设角度，所述拍摄设备进行一次拍摄，所述第一预设角度和所述第一预设次数的乘积为360度；所述第一旋转机构每转动第一预设角度，所述第二旋转机构进行一个循环的转动，每个所述循环的转动包括所述拍摄设备进行第二预设次数的转动，所述第二旋转机构每次旋转第二预设角度，所述第二预设次数与所述第二预设角度的乘积为90度。

一种成像系统，包括如上所述的全景云台。

本发明的有益效果为：

本发明提供的全景云台包括机架、第一旋转机构、第二旋转机构和拍摄机构。其中，第二旋转机构设置在机架上，第二旋转机构的输出端连接有拍摄机构，第二旋转机构用于驱动拍摄机构相对机架绕第二旋转轴线转动。机架与第一旋转机构的输出端相连接，第一旋转机构的第一旋转轴线与第二旋转轴线相垂直，且第一旋转轴线与第二旋转轴线的交点为拍摄机构上的拍摄设备的旋转中心。本发明通过拍摄设备分别绕第一旋转轴线和第二旋转轴线转动，且第一旋转轴线与第二旋转轴线的交点为拍摄设备的镜头圆心，即拍摄设备的旋转中心为镜头中心。本发明提供的全景云台能够获得多张高清图片/视频，多张高清图片/视频都是以相同的镜头圆心获得的，所以能够形成一个完整无缝的720度全景高清图/视频，且通过本发明拍摄获得的多张图片/视频无畸变，形成的720 度全景图/视频的全景畸变较小，无需大量的后期处理，便可获得高清单反级的 720度全景图/视频，大大提升了全景内容生产的品质与效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的全景云台的结构示意图；

图2是一个实施例提供的第一齿轮和第二齿轮的结构示意图；

图3是另一个实施例提供的第一齿轮和第二齿轮的结构示意图。

图中：

1-机架；2-第一旋转机构；3-第二旋转机构；4-拍摄机构；5-第二旋转轴线； 6-连接轴；

21-第一旋转轴线；31-第二齿轮；41-拍摄设备；42-框架；

421-第一齿轮；422-转轴；423-安装位。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供一种能够获得水平方向360度及上下方向360度均能观看图片或视频的720度全景云台。

图1是本实施例提供的全景云台的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的全景云台包括机架1、第一旋转机构2、第二旋转机构3和拍摄机构4。在本实施例中第一旋转机构2和第二旋转机构3具体是指输出端做旋转运动的机构，可以是步进电机、伺服电机等，但是本申请中不对第一旋转机构2和第三旋转机构3的具体结构做限定，只要是输出端做旋转运动的机构均在本申请的保护范围之内。其中，第二旋转机构3设置在机架1上，第二旋转机构3的输出端连接有拍摄机构4，第二旋转机构3用于驱动拍摄机构4相对机架1绕第二旋转轴线5转动。机架1与第一旋转机构2的输出端相连接，第一旋转机构2 的第一旋转轴线21与第二旋转轴线5相垂直，且第一旋转轴线21与第二旋转轴线5的交点为拍摄机构4上的拍摄设备41的镜头圆心，也为所述拍摄设备的旋转中心。

本实施例通过拍摄设备41分别绕第一旋转轴线21和第二旋转轴线5转动，且第一旋转轴线21与第二旋转轴线5的交点为拍摄设备41的镜头圆心，也为所述拍摄设备的旋转中心。第一旋转机构2每旋转30°，拍摄设备41进行一次拍摄，第一旋转机构2以第一旋转轴线21为中心旋转12次，第一旋转机构2 每次旋转的角度和转动的次数乘积为360度，第一旋转机构2每转动30°，第二旋转机构3进行一个循环的转动，每个循环的转动包括拍摄设备41进行3次数转动，第二旋转机构3每次旋转30°第二旋转机构3转动的次数与第二预设角度的乘积为90度。本实施例提供的拍摄设备41通过上述操作能够获得36张高清图片/视频，36张高清图片/视频能够形成一个完整无缝的720度全景高清图 /视频，且通过本发明拍摄获得的36张图片/视频无畸变，所形成的720度全景图/视频的全景畸变较小，无需大量的后期处理，便可获得高清单反级的720度全景图/视频，大大提升了全景内容生产的品质与效率。

示例性的，本实施例中的第一旋转机构2和第二旋转机构3为电机，能够保证拍摄设备41匀速转动。本实施例提供的全景云台与现有手持拍摄设备获得全景图片或视频的方案相比，一方面，可避免图片或视频在旋转轴线方向上发生偏差，方便后期整体图片或者视频的拼接；另一方面，可以保证获得图片或视频的成像不发生变形。

示例性的，在本实施例中的拍摄设备41可以是摄像设备、摄影设备、手机等，操作者可以根据需要获得图片或者视频的类型进行选择。

图2是本实施例提供的第一齿轮421和第二齿轮31的结构示意图，图1和图2结合可知，拍摄机构4与第二旋转机构3的输出端相连接的具体连接方式为：第二旋转机构3的输出端包括输出轴和第二齿轮31，第二齿轮31固定套设在输出轴的外周，拍摄机构4还包括框架42，框架42的一端通过连接轴6与机架1转动连接，另一端设置有第一齿轮421，第一齿轮421与第二齿轮31相啮合，拍摄设备41设置在框架42内。在本实施例中，连接轴6的轴线与第二旋转轴线5重合，通过第二旋转机构3的输出轴转动，带动第二齿轮31转动，第二齿轮31驱动第一齿轮421转动，从而实现拍摄机构4相对于机架1绕第二旋转轴线5的转动。

当然，在其他实施例中，拍摄机构4与第二旋转机构3的输出端的连接方式为：第二旋转机构3的输出轴与拍摄机构4固定连接，也就是说，连接轴6 的轴线、第二旋转机构3的输出轴的轴线及第二旋转轴线5重合。具体而言，第二旋转机构3的输出轴通过联轴器、销钉等零部件与拍摄机构4固定连接，第二旋转机构3的输出轴还可以通过焊接与拍摄机构4固定连接，能够保证第二旋转机构3的输出轴与拍摄机构4紧密固定的连接方式都可以。

示例性地，第一齿轮421及第二齿轮31的齿宽均为各自齿顶圆直径的1/3～ 1/2，由于第一齿轮421及第二齿轮31的齿宽较宽，能够通过第一齿轮421及第二齿轮31的啮合，实现对拍摄机构4在竖直方向上的支撑。此外，还由于第一旋转机构2和第二旋转机构3为电机，当电机停止运动时，可以起到将第一齿轮421与第二齿轮31锁死的技术效果，保证拍摄机构4处于静止状态时的稳定性。

图3是另一个实施例提供的第一齿轮421和第二齿轮31的机构示意图，结合图1和图3，该实施例与本实施例的区别在于：第一齿轮421的端面凸设有转轴422，转轴422与机架1转动连接，能够进一步提高机架1对于拍摄机构4在竖直方向上的支撑作用，防止拍摄机构4在相对于机架1转动时发生偏斜。具体而言，机架1上开设有放置连接轴6的第一安装孔和放置转轴422的第二安装孔，且连接轴6的外周套设有轴承后安装到第一安装孔中，转轴422的外周套设有轴承后安装到第二安装孔中。

在本实施例中，在拍摄设备41上设置有卡凸(图中未示出)，在框架42上开设有卡槽(图中未示出)，卡凸卡接在卡槽中，提高拍摄设备41与框架42安装后的稳定性，保证拍摄设备41在拍摄的过程中不会发生偏斜或者掉出的风险，保证拍摄设备41获得较稳定画质的图片或视频，便于后期图片或者视频的拼接制作。

在其他实施例中，还可以是在框架42上设置有卡凸，在拍摄设备41上开设有卡槽，卡凸卡接在卡槽中，也能够实现上述技术效果。

如图1所示，在本实施例中，框架42上开设有两个安装位423，其中一个安装位423内设置有拍摄设备41，另一个安装位423内能设置有辅助拍摄机构 (图中未示出)。通过拍摄设备41获得720度全景图片或者720度全景视频的素材，通过辅助拍摄机构获得的图片或者视频形成3D全景影像。

在本实施例中，框架42和机架1由钣金制成，能够提高框架42及机架1 对于拍摄设备41的支撑力，有效避免由于拍摄设备41的重力而导致的框架42 及机架1的变形，保证拍摄设备41获得图片或视频素材的精度。

本实施例还提供一种包括如上提到的全景云台的成像系统，通过应用如上提到的全景云台，能够获得高品质的且无损像素的全景图构成素材，且支持通过虚拟现实引擎实现3D全景的成像系统。

注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种全景云台，包括机架(1)，其特征在于，所述全景云台还包括：

第一旋转机构(2)，所述机架(1)与所述第一旋转机构(2)的输出端相连接；

第二旋转机构(3)，设置在所述机架(1)上；以及

拍摄机构(4)，与所述第二旋转机构(3)的输出端相连接，所述第二旋转机构(3)驱动所述拍摄机构(4)相对所述机架(1)绕第二旋转轴线(5)转动，所述第一旋转机构(2)的第一旋转轴线(21)与所述第二旋转轴线(5)相垂直；所述拍摄机构(4)包括拍摄设备(41)，所述第一旋转轴线(21)与所述第二旋转轴线(5)的交点为所述拍摄设备(41)的镜头圆心；

所述第二旋转机构(3)的输出端包括第二齿轮(31)，所述拍摄机构(4)还包括：

框架(42)，所述框架(42)的一端与所述机架(1)转动连接，另一端设置有第一齿轮(421)，所述第一齿轮(421)与所述第二齿轮(31)相啮合。

2.根据权利要求1所述的全景云台，其特征在于，所述框架(42)与所述拍摄设备(41)中的一个设置卡凸，另一个设置卡槽，所述卡凸卡接在所述卡槽中。

3.根据权利要求1所述的全景云台，其特征在于，所述第一齿轮(421)的端面凸设有转轴(422)，所述转轴(422)与所述机架(1)转动连接。

4.根据权利要求1所述的全景云台，其特征在于，所述框架(42)包括至少两个安装位(423)，其中一个所述安装位(423)内设置有拍摄设备(41)，其余的所述安装位(423)内能设置有辅助拍摄机构。

5.根据权利要求4所述的全景云台，其特征在于，所述框架(42)和所述机架(1)由钣金制成。

6.根据权利要求1所述的全景云台，其特征在于，所述第二旋转机构(3)的输出端与所述拍摄机构(4)固定连接。

7.根据权利要求1～6任一项所述的全景云台，其特征在于，所述第一旋转机构(2)和所述第二旋转机构(3)为步进电机或伺服电机。

8.根据权利要求1～6任一项所述的全景云台，其特征在于，所述第一旋转机构(2)以第一旋转轴线(21)为中心旋转第一预设次数，所述第一旋转机构(2)每次旋转第一预设角度，所述拍摄设备(41)进行一次拍摄，所述第一预设角度和所述第一预设次数的乘积为360度；所述第一旋转机构(2)每转动第一预设角度，所述第二旋转机构(3)进行一个循环的转动，每个所述循环的转动包括所述拍摄设备(41)进行第二预设次数的转动，所述第二旋转机构(3)每次旋转第二预设角度，所述第二预设次数与所述第二预设角度的乘积为90度。

9.一种成像系统，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的全景云台。

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