CN104176265B - 一种无人机全景相机使用的可翻转支架*** - Google Patents

一种无人机全景相机使用的可翻转支架*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无人机全景相机使用的可翻转支架***，包括起落架、步进电机、中央处理器、电源、超声测距传感器、回转轴、相机托盘、滚动轴承、连接件；一对起落架中央设有回转轴、相机托盘固定在回转轴中央，中央处理器、电源、超声测距传感器和步进电机固定在起落架上，步进电机的转动输出啮合回转轴。可防止无人机起落架影响全景相机视场，基于本发明设计的可翻转支架***，可以根据无人机的起落距离，对全景相机进行翻转收放，可以防止全景相机进行全景图像采集时无人机起落架落入图像内，提高了图像采集的完整性和质量，还可以避免镜头与地面相接触，起到了保护镜头的作用。

Description

一种无人机全景相机使用的可翻转支架***
技术领域
本发明涉及一种无人机全景相机使用的可翻转支架***，可防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***。
背景技术
全景成像利用特殊的成像装置能从一个视点获取水平方向一周360°、垂直方向大到半球以上视场的多方向图像，由于成像范围大、成像快等特点，可为军事侦查、机器人导航、虚拟现实、计算机视觉等领域提供大视场场景的立体感知和重现功能，近年来发展快速，成为光电子学、计算机视觉和计算机图形学的研究热点。
目前为止，主要有以下三种实现全景成像的方法：图像拼接法、鱼眼镜头法和折反射全景成像法。折反射式全景成像技术由于具有一次性大范围成像特点，实时性能优，并且结构简单、无扫描部件，无拼接，因而可以作为替代现有航空全景相机发挥更重要的作用。但由于无人机起落架的存在，使得折反射式全景相机在获取全方位图像时，总是存在起落架的遮挡，造成图像获取要素不完整、成像质量不高等问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成像要素齐全、使用安全方便的可翻转支架***。提出一种可防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：无人机全景相机使用的可翻转支架***及工作方法，起落架1、步进电机2、中央处理器3、电源4、超声测距传感器5、回转轴6、相机托盘7、全景相机8、滚动轴承9、连接件10；一对起落架1中央设有回转轴6、相机托盘7固定在回转轴6中央，中央处理器3、电源4、超声测距传感器5和步进电机2固定在起落架，步进电机2的转动输出啮合回转轴。
进一步，回转轴的另一端固定于滚动轴承9，超声测距传感器5信号输出连接于中央处理器3的信号输入端，中央处理器3的控制输出端连接控制步进电机2转动控制端。
进一步，滚动轴承9通过连接件10安装在一只起落架上。
进一步，回转轴6带动相机托盘7使全景相机8在向上和向下两个位置。
本发明包括超声波测距传感器模块、步进电机模块、中央处理器模块、全景相机及支架模块和电源模块，所述的超声波测距传感器模块用来测量无人机机体底部距离地面的垂直距离，步进电机模块用来驱动全景相机及支架模块的垂直180度翻转，中央处理器模块根据超声波测距传感器模块测量的距离信息控制步进电机模块的正反转，电源模块用来为***供电。所述的全景相机及支架模块还附有起落架连接件和相机支撑托盘，用来连接无人机起落架和支撑全景相机。
本发明设计了一种防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***，包括超声波测距传感器模块、步进电机模块、中央处理器模块、全景相机支架模块和电源模块，所述的超声波测距传感器模块用来测量无人机机体底部距离地面的垂直距离，步进电机模块用来驱动全景相机及支架模块的垂直180度翻转，中央处理器模块根据超声波测距传感器模块测量的距离信息控制步进电机模块的正反转，电源模块用来为***供电。所述的全景相机支架模块还附有起落架连接件和相机支撑托盘，用来连接无人机起落架和支撑全景相机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述全景相机支架承载的全景相机为折反射式全方位成像设备。
本发明所述一种防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明设计的可翻转支架***，结构简单，可以防止全景相机进行全景图像采集时无人机起落架落入图像内，提高了图像采集要素的完整性和的图像质量；
(2)本发明设计的可翻转支架***，可以根据无人机的起落距离，对全景相机进行翻转收放，避免镜头与地面相接触，有效保护了镜头。
附图说明
图1是本发明设计的可翻转支架***的功能模块图；
图2是本发明设计的可翻转支架***的相机初始位置及返回地面前相机状态图；
图3是本发明设计的可翻转支架***的飞离地面后相机状态图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。如图所示：起落架1、步进电机2、中央处理器3、电源4、超声测距传感器5、回转轴6、相机托盘7、全景相机8、滚动轴承9、连接件10。
如图1所示，本发明设计了一种防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***，包括超声波测距传感器模块、步进电机模块、中央处理器模块、全景相机及支架模块和电源模块，所述的超声波测距传感器模块用来测量无人机机体底部距离地面的垂直距离，步进电机模块用来驱动全景相机及支架模块的垂直180度翻转，中央处理器模块根据超声波测距传感器模块测量的距离信息控制步进电机模块的正反转，电源模块用来为***供电。所述的全景相机及支架模块还附有起落架连接件和相机支撑托盘，用来连接无人机起落架和支撑全景相机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述中央处理器模块为单片机控制处理器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电源模块为电池供电。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步进电机模块采用直流电机。
本发明设计的可翻转支架***可以根据无人机的起落距离，对全景相机进行翻转收放，可以防止全景相机进行全景图像采集时无人机起落架落入图像内，提高了图像采集的完整性和质量，还可以避免镜头与地面相接触，起到了保护镜头的作用。
作为本发明的一种优选技术方案：所述全景相机为折反射式全方位成像设备。
本发明设计的可翻转支架***中，全景相机为不需要进行旋转拼接和扫描的折反射式全方位成像设备，能够保证图像采集的高实时性要求。
作为本发明的一种优选技术方案：所述中央处理器模块为单片机控制处理器。
本发明设计的可翻转支架***中，中央处理器模块采用STC89C52型单片机处理器。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电源模块为电池供电。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步进电机模块采用直流电机。
与此相应，可翻转支架***的工作过程包括如下步骤：
与此相应，针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于本发明设计的可翻转支架***，能够灵活地根据离地距离和无人机飞行状态调节全景相机镜头的位置，获取全方位无起落架干扰的全景图像。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种可翻转支架***，其工作过程包括如下步骤：
步骤001.如图2所示，所述无人机停止飞行状态下，全景相机镜头默认保持垂直向上初始位置；
步骤002.如图3所示，所述无人机飞离地面后，与地面间的垂直距离大于4米时，中央处理器模块发出信号控制步进电机模块，步进电机(回转轴6与步进电机啮合处亦有滚动轴承安装支承)开始正转工作，驱动全景相机及支架模块开始向地面方向翻转转动180度。
步骤003.如图2所示，所述无人机返回地面前，与地面间的垂直距离小于4米时，中央处理器模块发出信号控制步进电机模块，步进电机开始反转工作，驱动全景相机及支架模块开始向无人机方向转动180度，相机回到初始位置。
综上，通过建立并实施本发明设计的防止无人机起落架影响全景相机视场的可翻转支架***，能够有效避免起落架对于全方位成像的干扰，并且有效保护了镜头不受损伤，工作方式灵活、结构简单，具有广阔的市场应用前景与经济价值。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.无人机全景相机使用的可翻转支架***，其特征是包括起落架、步进电机、中央处理器、电源、超声测距传感器、回转轴、相机托盘、滚动轴承、连接件；一对起落架中央设有回转轴,相机托盘固定在回转轴中央，中央处理器、电源、超声测距传感器和步进电机固定在起落架上，步进电机的转动输出轴啮合回转轴；
回转轴的另一端固定于滚动轴承，超声测距传感器信号输出端连接于中央处理器的信号输入端，中央处理器的控制输出端连接控制步进电机转动控制端；
滚动轴承通过连接件安装在一只起落架上；
回转轴带动相机托盘翻转，可使全景相机处于向上和向下两个位置。
2.根据权利要求1所述无人机全景相机使用的可翻转支架***，其特征在于：所述全景相机为折反射式全方位成像设备。
3.根据权利要求1所述无人机全景相机使用的可翻转支架***，其特征在于：所述中央处理器为单片机控制处理器。
4.根据权利要求1所述无人机全景相机使用的可翻转支架***，其特征在于：所述电源为电池。
5.根据权利要求1-4之一所述的无人机全景相机使用的可翻转支架***的工作方法，其特征在于：
步骤1、无人机停止飞行状态下，全景相机镜头默认保持垂直向上初始位置；
步骤2、所述无人机飞离地面后，与地面间的垂直距离大于4米时，中央处理器发出信号控制步进电机，步进电机开始正转工作，驱动全景相机及回转轴开始向地面方向翻转转动180度；
步骤3、无人机返回地面前，与地面间的垂直距离小于4米时，中央处理器发出信号控制步进电机，步进电机开始反转工作，驱动全景相机及回转轴开始向无人机方向转动180度，相机回到初始位置。
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