CN104691774B - 一种全方位拍摄的航拍云台 - Google Patents

一种全方位拍摄的航拍云台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了全方位拍摄的航拍云台,包括外壳体、相机组和用于控制所述相机组工作的控制器,所述相机组包括固定安装在外壳体内的第一相机、一个以上活动设置在所述外壳体下方的旋转相机、和用于驱动旋转相机沿水平面转动的驱动机构;所述第一相机的视轴方向竖直向下;所述旋转相机包括相机壳体、倾斜设置在所述相机壳体内的第二相机,所述相机壳体上设置有与所述第二相机的镜头对应的拍摄孔,所述第二相机的视轴方向向下并与所述第一相机的视轴方向形成夹角;所述驱动机构包括一电机、与所述电机和所述旋转相机连接的传动机构。本发明结构简单,可灵活控制第二相机的拍摄角度,防振性能好,保证了拍摄质量,而且密封性好,防水防尘,结构紧凑。

Description

一种全方位拍摄的航拍云台
技术领域
本发明属于航拍云台技术领域,具体涉及一种全方位拍摄的航拍云台。
背景技术
无人机低空遥感***在实现影像图制作的基础上,正在向摄影测量立体测图专用领域发展。倾斜摄影技术是国际测绘领域近年来发展起来的一项高新技术。它颠覆了以往正射影像只能从竖直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个竖直、四个倾斜五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。航空倾斜影像不仅能够真实地反应地物情况,而且可通过先进的定位技术,嵌入精确的地理信息、更丰富的影像信息、更高级的用户体验,极大地扩展遥感影像的应用领域,使遥感影像的行业应用更加深入,倾斜影像技术的引进和应用,还将使目前高昂的三维城市建模成本大大降低。
但是现有技术中的独立的摄影平台一般通过固定设置一个向下,四个不同方向的相机,分别对不同角度进行影像采集,实现全方位拍摄,但该航拍云台存在体积大、机械结构复杂、质量大、补偿范围小和价格昂贵的缺点。
发明内容
为了解决上这航拍云台体积大、机构结构复杂、质量大,不便控制的技术问题,本发明提供一种可灵活调节相机拍摄角度、结构简单、体积小、安装稳定的全方位拍摄的航拍云台。
为了解决上述问题,本发明按以下技术方案予以实现的:
本发明所述全方位拍摄的航拍云台,包括外壳体、用于拍摄的相机组和用于控制所述相机组工作的控制器,所述外壳体形成用于装配所述控制器的空腔,其特征在于:
所述相机组包括固定安装在外壳体内的第一相机、一个以上活动设置在所述外壳体下方的旋转相机、和用于驱动所述旋转相机沿水平面转动的驱动机构;所述第一相机的视轴方向竖直向下;
所述旋转相机包括相机壳体、倾斜设置在所述相机壳体内的第二相机,所述相机壳体上设置有一与所述第二相机的镜头对应的拍摄孔,所述第二相机的视轴方向向下并与所述第一相机的视轴方向形成夹角;
所述驱动机构设置在所述外壳体内,其包括一电机、及与所述电机和所述旋转相机连接的传动机构。
进一步地,为了传输的准确性,所述传动机构包括固定在所述电机上的主动齿轮,与所述主动齿轮啮合的从动齿轮;
所述相机壳体顶部向外伸出穿过所述外壳体并与所述从动齿轮紧固连接的转动轴。
进一步地,所述旋转相机为两个,两个旋转相机的初始安装位置为其视轴方向关于所述主动齿轮转动轴对称,两个旋转相机拍摄的角度方向相反,达到全方位拍摄的目的。
进一步地,由于相机是倾斜设置的,球状的相机壳体与所述相机尾部方向相反的侧壁一侧留有空间,所述相机壳体的与所述第二相机远离镜头一端的方向相反的一侧壁向内凹形成一轨道平台,所述轨道平台沿所述相机壳体形成弧形轨道;所述外壳体处于所述两个旋转相机之间并与所述轨道平台对应的位置设置有向外凸起的用于安装所述电机的电机安装舱,将充分利用空间,减少航拍云台的体积。
进一步地,为了更精确地确定旋转相机拍摄的角度,还包括用于使所述旋转相机定位稳固的定位机构,所述定位机构包括设置在所述齿轮上方的压盖,所述压盖上设置有至少一颗定位弹珠,所述从动齿轮与所述压盖相对的表面以所述从动齿轮的转动轴为圆心的圆周上分布有若干与所述定位弹珠配合的凹槽,通过弹珠与凹槽的配合定位,限定了旋转相机拍摄的角度,使得两个旋转相机能有效地配合,从不同角度进行拍摄,紧固的定位,减少了旋转相机拍摄时,由于齿轮与齿轮之间啮合的空隙,而产生拌动,影响拍摄质量。
进一步地,所述控制器包括控制面板,所述外壳体侧壁上设置有用于安装所述控制面板的窗口,所述外壳体活动设置有用于密封所述窗口的盖板;
所述窗口与所述盖板之间设置有用于锁紧所述盖板的锁紧结构,所述盖板与所述外壳体接触的面上设置有密封垫,由于航拍云台在户外工作,通过设置锁紧结构与密封圈,使得盖板与壳体密封,防水防尘,确保了壳体内清洁的工作环境,延长航拍云台的使用寿命。
进一步地,还包括设置在所述外壳体顶部与无人机之间的减振机构;所述减振机构包括平行设置的第一安装板、第二安装板和设置在第一安装板与第二安装板之间的减振器,所述第二安装板设置在所述第一安装板与所述外壳体之间,所述第一安装板与所述外壳体连接,所述第二安装板上设置有与无人机连接的安装部,使得相机不受无人机的振动影响,提高拍摄的质量。
进一步地,所述拍摄孔上设置有一盖体,所述盖体与所述相机壳体接触的一面设置有螺纹孔,所述盖体与所述相机壳体之间设置有第一密封圈,盖体通过从里面打螺钉锁紧,外形美观,并且设置密封圈,有效地密封。
进一步地,所述旋转相机的视轴与所述第一相机的视轴的夹角为30度~50度,优选45度,为了获得更好的拍摄角度。
进一步地,所述外壳体上设置有一用于散热的防水透气阀;所述外壳体包括上壳体和下壳体;所述上壳体顶部向外伸出有若干用于与所述第一安装板连接的安装柱;
所述下壳体上设置有向内凹的旋转相机安装舱,向外凸的用于安装第一相机的第一相机安装舱,所述电机安装舱设置在所述下壳体上;
所述相机壳体包括互相配合安装的上相机壳体和下相机壳体,所述下相机壳体上设置有用于固定所述第二相机的相机安装座;
所述转动轴沿其轴线方向设置有用于贯穿电线的导线孔。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明设置两个旋转相机,通过调节旋转相机的拍摄角度,也达到了全方位拍摄的目的;减少了相机的数量,减少航拍云台的质量和体积,减少无人机的载荷,更好地控制拍摄质量。
2、本发明设置减振***,使得整个航拍云台的稳定性得到保证,减少了由于无人机的振动影响的拍摄质量问题。
3、本发明设置密封***,将航拍云台有效地密封,防水防尘,使得长期在户外工作的航拍平台,保证了相机的工作环境,有效地延长了航拍云台的使用寿命。
4、本发明通过设置定位结构,使得旋转相机拍摄角度定位精确,有效防止齿轮与齿轮之间的空隙,导致旋转相机发生拌动,影响拍摄质量。
5、本发明中的旋转相机,由于第二相机倾斜安装,其球体的相机壳体上部留有空间,相机壳体向内凹,形成轨道平台,而在壳体相应位置向外凸出,形成电机安装舱,节省空间,减小本发明的体积,更好地设置在无人机中,减少飞行阻力。
6、本发明结构简单,定位精确,有效降低航拍云台的成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1是本发明所述全方位拍摄的航拍云台的主视图;
图2是本发明所述全方位拍摄的航拍云台的仰视图;
图3是图2中A-A的剖视图;
图4是图3中A的局部放大图;
图5是本发明所述全方位拍摄的航拍云台的***示意图;
图6是本发明所述全方位拍摄的航拍云台的旋转相机定位结构示意图。
图中:
1-减振机构,11-第一安装板,111-第一通孔,12-第二安装板,121-第二通孔,13-减振器,14-连接螺栓;
2-上壳体,21-快装板,22-防撞垫,221-旋转相机通孔,222-第一相机通孔,23-信号孔,24-快充孔,25-安装柱,26-窗口,261-锁紧弹珠,262-盖板,27-防水透气阀;
3-旋转相机,31-相机上壳体,311-转动轴,312-轨道平台,313-导线孔,314-安装孔,32-轴承,33-从动齿轮,331-定位凹槽,332-螺钉安装孔,34-压盖,341-安装孔,342-定位弹珠,35-防水接头,36-相机下壳体,361-盖体,362-第一密封圈,363-螺纹孔,364-拍摄孔,365-第二密封圈,37-相机安装座,371-防振片,38-第二相机,39-减振垫,391-下减振垫,392-上减振垫;
4-第一相机,5-舵机,51-主动齿轮,6-下壳体,61-旋转相机安装舱,62-第一相机安装舱,63-第三密封圈,7-控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1~图6所示,本发明所述全方位拍摄的航拍云台,包括上壳体2、下壳体6、固定设置在所述下壳体内的第一相机4、活动设置在所述下壳体6下方的旋转相机3、用于控制所述旋转相机3和第一相机4的控制器7、用于驱动所述旋转相机3沿水平面转动的驱动机构;所述第一相机4的视轴方向竖直向下。所述上壳体2与下壳体6形成用于安装所述控制器7、驱动机构的腔体。
所述控制器7用于接收无人机发送的位置信号,控制所述旋转相机3、第一相机4拍摄或关闭,控制所述旋转相机3的镜头方向,其连接有控制面板,所述控制面板上设置有充电接头,导出相机数据的USB接头,用于***储存所有相机数据的SD卡的SD卡槽,用于控制所述旋转相机3是否旋转的按钮和用于选择不同拍照模式的模式按钮,所述拍照模式有晴天模式和阴天模式。
所述驱动机构5包括设置在所述下壳体6上的一舵机5、连接舵机与所述旋转相机3的传动机构,所述传动机构包括设置在舵机5上的主动齿轮51、与所述旋转相机3紧固连接的从动齿轮33,所述从动齿轮33与所述主动齿轮51啮合。
所述上壳体2的顶部外壁上还设置有若干安装柱25,其侧壁上设置有用于安装所述控制面板的窗口26,所述外壳体上铰接有用于密封所述窗口26的盖板262。
所述盖板262与所述外壳体的侧壁接触的表面四周设置有密封垫,所述窗口26的底边沿与所述盖板262接触的表面设置有若干用于锁紧所述盖板262的锁紧弹珠261,所述盖板262上设置有与所述锁紧弹珠261配合的凹槽。
所述上壳体2上还设置有用于信号线贯穿的信号孔23和用于安装快速充电接头的快充孔24,所述信号线用于连接控制器7与无人机,所述信号孔23上设置有防水接头231,所述快充孔24上也设置有防水接头241,所述快速充电接头用于给所述控制器的电池快速充电。所述上壳体2上还设置有防水透气阀27,用于散热。
所述下壳体6上设置有若干向内凹的旋转相机安装舱61、向外凸的第一相机安装舱62、向外凸的用于安装舵机5的电机安装舱,本实施例中,所述旋转相机3为两个,因此,所述旋转相机安装舱61为两个,但本发明中旋转相机的数量不局限于两个,可以是一个、三个或更多的旋转相机。所述旋转相机安装舱61的顶部设置有通孔。所述舵机安装舱设置在两个旋转相机安装舱61的中间位置,两个旋转相机安装舱61关于所述电机安装舱的轴线对称设置。所发现第一相机安装舱62设置有供第一相机4拍摄的通孔。
所述上壳本2与下壳全体6设置有相互配合的止口,所述止口上设置有用于密封第三密封圈63。
所述旋转相机3包括相互配合的相机上壳体31和相机下壳体36,设置在相机下壳体36内的第二相机38,所述第二相机38通过相机安装座37倾斜向下设置在所述相机下壳体36内,所述第二相机38的视轴线向下,并与所述第一相机4的视轴线形成30度~50度的夹角,本实施例中第二相机38的视轴线与竖直方向成45度。所述安装座37与所述第二相机38之间设置有减振片371。所述下壳体36上设置有与所述第二相机38镜头对应的摄像孔364,所述摄像孔364上设置有用于密封所述第二相机38与所述下壳体36之间空隙的盖体361,所述盖体361与所述下壳体36空腔相对的一面设置有螺纹孔363,所述下壳体36上设置有与所述螺纹孔363对应的螺丝柱,通过从下壳体36内腔上螺钉固定所述盖体361,所述盖体361与所述下壳体36之间设置有第一密封圈362。所述第一相机对应的拍摄孔上也设置有盖体361,所述盖体361与所述外壳体之间设置有密封圈,整体密封,而且外表面看不到连接的螺钉,美化外观,避免了螺钉由于空气中的水分氧化而生锈、腐蚀的问题。
所述相机下壳体36内填充有下减振材料391,所述相机上壳体31上填充有上减振材料392,减少了相机由于壳体振动,引起镜头振动,影响拍摄清晰度的问题。
所述相机上壳体31顶壁向外伸出一转动轴311,所述转动轴311穿过所述旋转相机安装舱61顶部的通孔并与所述从动齿轮33紧固连接,两个旋转相机3的所述从动齿轮33均与设置在所述舵机5的转动轴连接的主动齿轮51啮合。装配时,两个旋转相机3初始位置的视轴线关于所述主动齿轮51中心轴线对称。旋转相机转动时,两个旋转相机3的视轴方向向下并且相反,拍摄角度更全面。
所述转动轴311与所述上壳体31的通孔之间还设置有减少阻力的轴承32,所述上壳体31上还设置有与所述传动机构对应的压盖34,所述压盖34上设置有与所述主动齿轮51和从动齿轮33对应的空腔,所述空腔上设置有至少1个安装孔341,所述安装孔341上设置有定位弹珠342,所述定位弹珠342与所述从动齿轮33表面接触的外表面为球形表面,所述从动齿轮33上表面以其中心轴为圆心的圆周上均匀设置有4个与所述定位弹珠342配合的定位凹槽331,本发明中的定位弹珠342不局限于1个,也可以是2个、3个、4个等,所述定位凹槽331也不局限于4个,也可以是根据实际需要,设置2个、3个、5个等,其也不限于均匀分布在同一个圆周上,可以根据航拍云台拍摄需要设置不同的角度和不同的定位数量。
所述转动轴311端面上设置有若干用于与所述从动齿轮33配合安装的安装孔314,所述从动齿轮33上设置有若干与所述安装孔314配合的螺钉安装孔332,通过螺钉将所述从动齿轮33与所述转动轴311固定连接,使得转动轴311与从动齿轮33不能产生相对周向运动。所述转动轴311沿其轴线方向设置有用于连接第二相机38与控制器7的导线通过的导线孔313,所述导线孔313处于旋转相机的转动中心,在旋转相机3转动时,其不会由于转动而打结或旋转相机的不同角度使得导线松紧不一,导致接触不良的问题。所述导线孔313上设置有防水接头35。
由于所述第二相机38倾斜向下设置,相机壳体31为球状,其与所述第二相机38尾部相反的一侧留有空间,所述外壳体处于该侧的侧壁向内凹,使得外壳体外壁形成一用于所述舵机5通过的轨道平台312,所述电机安装舱设置在两个旋转相机的轨道平台312之间。节省了装配空间,使得本发明的整体体积减小。
所述相机上壳体31和相机下壳体36上设置有相互配合的止口,所述止口上设置有第二密封圈365。
所述上壳体2的顶部设置有若干安装柱25,所述安装柱25上设置有减振装置1,所述减振装置包括平行设置的第一安装板11和第二安装板12、设置在所述第一安装板11与第二安装板12之间的减振器13。所述第二安装板12设置在所述第一安装板11与所述上壳体2之间,所述安装柱25与所述第一安装板11连接,所述第二安装板12通过连接螺栓14连接有一用于与无人机配合安装的快装板21,所述快装板21平行设置在所述第一安装板11上方,所述第一安装板11上设置有若干用于所述连接螺栓14穿过的第一通孔111,所述第二安装板12上设置有若干用于所述安装柱25穿过的第二通孔121。所述减振器3为钢丝减振器,其包括与所述第一安装板连接的第一安装部、与所述第二安装板连接的第二安装部,用于连接第一安装部与第二安装部的弹性钢丝。
无人机产生的振动,通过连接螺栓14传递至所述第二安装板12,第二安装板12振动,通过减振器13缓冲,使得第一安装板11的振动减小,从而使得相机组振动减小,所述减振器13采用钢丝减振器,减振效果良好,大大减小了无人机的振动对于拍摄效果的影响,保证了拍摄质量。
所述第一安装板11、第二安装板12和快装板21上均设置有若干用于减少质量的通孔。
所述下壳体36的底部设置有防撞垫22,所述防撞垫22通过螺钉与所述下壳体36连接。所述防撞垫22上设置有用于所述旋转相机穿过的旋转相机通孔221和用于所述第一相机拍摄的第一相机通孔222。
所述上壳体2上还设置有用于显示第一相机、第二相机是否工作的指示灯。
本发明所述全方位拍摄的航拍云台的工作原理是:
无人机将位置信号传输至控制器,控制器根据预先设定的叠片率,控制所述旋转相机和第一相机进行拍摄,通过控制所述舵机的转动,从而控制所述旋转相机的镜头方向,两个旋转相机的视轴倾斜向下但互为相反,两个旋转相机拍摄相反方向的景物,跟第一相机配合,对航拍云台下的景物全方位拍摄。两个旋转相机的旋转角度,通过定位结构,每90度定位为一个方向,但由于相机上壳体内倾斜固定有第二相机,使得其外表面的平台不能完全延伸至整个外壁,若两个旋转相机互为朝向时为0度,两台旋转相机可以左右旋转90度,其不能实现互为反向设置,每台旋转相机相背方向的景物通过另一台旋转相机拍摄。
本发明采用一个舵机同时控制两个拍摄方向相反的旋转相机,减少了舵机的数量,减轻航拍云台的质量,并且使得结构更紧凑,体积更小,从而减小飞行的阻力。通过在外壳体上设置减振装置、在相机壳体内填充减振垫,确保了第二相机的稳定性,保证了拍摄的质量。由于航拍云台在户外工作,在外壳体的通孔和相互配合的位置均设置有密封结构,保证防水防尘,但为了散热,其设置有防水透气阀,保证了第一相机、第二相机的正常运行。
本实施例所述全方位拍摄的航拍云台的其它结构参见现有技术。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种全方位拍摄的航拍云台,包括外壳体、用于拍摄的相机组和用于控制所述相机组工作的控制器,所述外壳体形成用于装配所述控制器的空腔,其特征在于:
所述相机组包括固定安装在外壳体内的第一相机、一个以上活动设置在所述外壳体下方的旋转相机、和用于驱动所述旋转相机沿水平面转动的驱动机构;所述第一相机的视轴方向竖直向下;
所述旋转相机包括相机壳体、倾斜设置在所述相机壳体内的第二相机,所述相机壳体上设置有与所述第二相机的镜头对应的拍摄孔,所述第二相机的视轴方向向下并与所述第一相机的视轴方向形成夹角;
所述驱动机构设置在所述外壳体内,其包括一电机、及与所述电机和所述旋转相机连接的传动机构。
2.根据权利要求1所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述传动机构包括固定在所述电机上的主动齿轮,与所述主动齿轮啮合的从动齿轮;
所述相机壳体顶部向外伸出穿过所述外壳体并与所述从动齿轮紧固连接的转动轴。
3.根据权利要求2所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述旋转相机为两个,两个旋转相机的初始安装位置为其视轴方向关于所述主动齿轮转动轴对称。
4.根据权利要求3所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述相机壳体的与所述第二相机远离镜头一端的方向相反的一侧壁向内凹形成一轨道平台,所述轨道平台沿所述相机壳体形成弧形轨道;所述外壳体处于所述两个旋转相机之间并与所述轨道平台对应的位置设置有向外凸起的用于安装所述电机的电机安装舱。
5.根据权利要求3所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:还包括用于使所述旋转相机定位稳固的定位机构,所述定位机构包括设置在所述齿轮上方的压盖,所述压盖上设置有至少一颗定位弹珠,所述从动齿轮与所述压盖相对的表面以所述从动齿轮的转动轴为圆心的圆周上分布有若干与所述定位弹珠配合的凹槽。
6.根据权利要求5所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:还包括设置在所述外壳体顶部与无人机之间的减振机构;所述减振机构包括平行设置的第一安装板、第二安装板和设置在第一安装板与第二安装板之间的减振器,所述第二安装板设置在所述第一安装板与所述外壳体之间,所述第一安装板与所述外壳体连接,所述第二安装板上设置有与无人机连接的安装部。
7.根据权利要求5所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述拍摄孔上设置有一盖体,所述盖体与所述相机壳体接触的一面设置有螺纹孔,所述盖体与所述相机壳体之间设置有第一密封圈。
8.根据权利要求1所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述旋转相机的视轴与所述第一相机的视轴的夹角为30度~50度。
9.根据权利要求8所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述旋转相机的视轴与所述第一相机的视轴的夹角为45度。
10.根据权利要求1所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述控制器包括控制面板,所述外壳体侧壁上设置有用于安装所述控制面板的窗口,所述外壳体活动设置有用于密封所述窗口的盖板;
所述窗口与所述盖板之间设置有用于锁紧所述盖板的锁紧结构,所述盖板与所述外壳体接触的面上设置有密封垫。
11.根据权利要求6所述全方位拍摄的航拍云台,其特征在于:所述外壳体上设置有一用于散热的防水透气阀;所述外壳体包括上壳体和下壳体;所述上壳体顶部向外伸出有若干用于与所述第一安装板连接的安装柱;
所述下壳体上设置有向内凹的旋转相机安装舱,向外凸的用于安装第一相机的第一相机安装舱,所述电机安装舱设置在所述下壳体上;
所述相机壳体包括互相配合安装的上相机壳体和下相机壳体,所述下相机壳体上设置有用于固定所述第二相机的相机安装座;
所述转动轴沿其轴线方向设置有用于贯穿电线的导线孔。
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