CN105468029B - 一种无人机航拍装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机航拍装置及方法，属于无人机应用领域。该装置包括无人机和航拍设备，所述航拍设备设置于所述无人机上，其至少能够执行从下往上的仰拍模式。还可以包括升降单元和/或翻转单元，分别用于控制所述航拍设备的上下移动和/或翻转。本发明通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。

Description

一种无人机航拍装置及方法

技术领域

本发明涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种无人机航拍装置及方法。

背景技术

随着无人机技术的发展，由于多旋翼式小型无人机飞行动作灵活，能够在空中悬停，因此其被广泛应用于航拍领域。航拍技术可广泛应用于灾情评估、抢险救灾、现场侦察、军事演练等领域。尤其是随着小微型无人机，如四轴飞行器等已经开始广泛的进入消费级市场，普通用户开始越来越多的接触到航拍市场，并且了解航拍技术。

这些航拍工作的被拍摄对象，通常都是在地面范围内活动的人或者物体，因此，现有技术中所设计的小型无人机，从一开始就选择了将摄制设备安装在多旋翼无人机下方，然后用云台来控制该摄制设备动作的方式。如此，能够简易的实现从上往下的俯拍模式，并且随着多旋翼无人机的飞行，这种拍摄的角度是基本不受限制的。

例如：申请号为201410431998.0、发明名称为《基于无人机的摄像***》的中国发明专利申请公开了基于无人机的摄像***，本发明包括固定在无人机机身下方的云台，固定安装在所述云台上的相机，还包括图像处理芯片，与所述图像处理芯片相连的相机接口，与所述图像处理芯片相连的控制设备，分别与所述控制设备相连的云台接口、GPS接收机、无线网络和地面控制站。

再例如，申请号为201420496319.3、发明名称为《一种无人机全角度影像航拍装置》的中国实用新型专利公开一种无人机全角度影像航拍装置，其包括无人机本体，该无人机全角度影像航拍装置进一步包括一全角度影像仪，所述全角度影像仪固定安装于无人机本体机身的下侧，所述全角度影像仪包括摄像头安装结构和多个摄像头，所述多个摄像头安装并均匀分布于摄像头安装结构的侧面。本实用新型采用环形摄像头组的航拍结构，实现对航拍区域进行全角度影像采集。

但是，现有挂载在无人机上的云台通常是固定安装在无人机的底部，功能设备虽然可以依靠云台及传动设备，进行水平及垂直方向的旋转，但是始终只能处于无人机的下方，在这样的工作模式下，如果需要对无人机上方的目标进行操作时，例如通过无人机检查桥面底部状况，会面临很大的困难。

受限于固有的观念，通常认为航拍就是一种从上向下的拍摄方式，实际上，作为一个在空间范围内能够自由活动的交通工具，无人机完全可以实现更为广泛的作用，如上所述，通过无人机来检查高空物体的下表面情况，比如，用无人机来拍摄桥底、实施检修；再如，用无人机来对塔台进行全方位拍摄，进行维护；再如，用无人机穿越一条宽阔的管道，对管道内部进行全方位的监测等等。这些环境下，现有技术中仅将摄像头安装在无人机下方，实现从上向下的拍摄方式已经不能满足需求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种无人机航拍装置及方法，用以解决现有技术中由于云台所搭载的摄像机设置于无人机正下方，无法摄取无人机正上方图像，导致航拍图像角度不够完整的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种无人机航拍装置，包括无人机和航拍设备，所述航拍设备设置于所述无人机上，其至少能够执行从下往上的仰拍模式。

进一步的，所述航拍设备可拆卸地安装在所述无人机机身上方。

进一步的，所述航拍设备包括升降功能盒，所述升降功能盒内至少包括升降单元和功能设备，所述升降单元适用于控制所述功能设备上下移动。

进一步的，所述升降功能盒内还包括翻转单元，所述翻转单元适用于控制所述功能设备上下翻转。

进一步的，所述升降功能盒内还包括云台、支撑所述功能设备的平板，所述云台设置于所述平板和所述功能设备之间，其中，

所述云台适用于控制所述功能设备的转动；

所述升降单元包括第一升降轨道、第一升降单元、第二升降轨道和第二升降单元，所述第一升降单元和所述第二升降单元分别安装与所述第一升降轨道和所述第二升降轨道，同步控制所述平板沿着所述第一升降轨道和所述第二升降轨道向上移动或者向下移动；

所述翻转单元包括第一传动轴、第一旋转驱动单元、第二传动轴和第二旋转驱动单元，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别连接所述第一传动轴和所述第二传动轴，所述第一传动轴的一端连接所述第一升降单元、另一端连接所述平板，所述第二传动轴的一端连接所述第二升降单元、另一端连接所述平板，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别驱动所述第一传动轴和所述第二传动轴同向旋转，向上翻转所述平板或者向下翻转所述平板。

进一步的，还包括伸缩部件，所述伸缩部件设置于所述云台和所述功能设备之间，其适用于调节所述云台和所述功能设备之间的距离。

根据本发明的另一个方面，提供了一种无人机航拍方法，包括以下步骤：

无人机携带航拍设备飞行至指定位置；

所述航拍设备执行从下往上的仰拍模式。

进一步的，所述航拍设备执行从下往上的仰拍模式的步骤之后，所述航拍设备还能够执行从上往下的俯拍模式。

进一步的，所述航拍设备执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式，具体包括以下步骤：

接收控制信息，确定当前的航拍方向；

确定所述航拍设备相对于无人机的方向；

判断所述航拍方向和所述航拍设备相对于无人机的方向是否一致；

如果不一致，则将所述航拍设备翻转；

如果一致，则执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式。

进一步的，执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式之后还包括收纳步骤，将所述航拍设备收入所述无人机内。

本发明公开了一种无人机航拍装置及方法，通过直接将所述云台和/或摄像装置设置在无人机上方，实现与现有技术用途完全不同的专门航拍设备；还可以通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述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，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例一的无人机航拍装置结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例二的无人机航拍装置结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例三的无人机航拍方法流程图；

图4示出了根据本发明实施例四的无人机航拍方法流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

无人飞行器简称“无人机”，英文缩写为“UAV(unmanned aerial vehicle)”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。近年来，随着传感器工艺的提高、微处理器技术的进步、动力装置的改善以及电池续航能力的增加，使其在军事、民用方面的用途不断高速拓展，无人机市场具有广阔前景。

本发明实施例中优选的无人机为多旋翼无人飞行器(或称为多旋翼飞行器)，可以是四旋翼、六旋翼及旋翼数量大于六的无人飞行器。优选的，机身由碳纤维材料制成，在满足较高使用强度和刚度的前提下，可大幅减轻机身的重量，从而降低多旋翼无人飞行器的动力需求以及提高多旋翼无人飞行器的机动性。当然，在本发明的其他实施例中，机身还可以由塑料或者其他任意使用的材料制成。机身上设有多个相对于所述机身中的对称平面呈对称分布的浆臂，每一个浆臂远离所述机身的一端设有桨叶组件，所述桨叶组件包括安装在所述浆臂上的电机和连接在所述电机的输出轴上的桨叶，每一片桨叶的旋转轴线均位于同一圆柱面上。

本发明技术方案采用的无人机主要是指小、微型多旋翼无人飞行器，这种无人飞行器体积小、成本低、飞行稳定性较好，飞行成本低等。本发明使用的飞行器，典型的以四轴多旋翼飞行器为代表。

实施例一、一种无人机航拍装置。

图1为本发明实施例一的无人机航拍装置结构示意图，本发明实施例将结合图1进行具体说明。

如图1所示，本发明实施例提供了一种无人机航拍装置，包括无人机和航拍设备，所述航拍设备设置于所述无人机上，其至少能够执行从下往上的仰拍模式。

首先对本发明实施例中的“仰拍模式“和”俯拍模式“作出定义。

本发明实施例中的仰拍模式是指航拍设备位于所述无人机机身或者机架的上方时，执行相对于大地而言的从下往上拍摄所述无人机上侧视角内的取景范围，本发明是通过改变航拍设备中的摄像装置的设置位置实现的，具体的，所述摄像装置是固定安装于所述无人机机身上方，还是可上下移动可收缩的安装于所述无人机机身内，航拍时伸出所述无人机机身实现所述仰拍模式，对此不构成对本发明保护范围的限制，其不同于现有技术中，将航拍设备设置于无人机机身或者机架的下方时，通过云台改变摄像装置镜头的角度来实现拍摄所述无人机机身上侧视角内的取景范围，因为这样虽然能一定程度实现仰拍，但这样的仰拍范围会受到旋翼或者机身的遮挡，导致取景不完全，尤其是无法拍摄到无人机机身正上方的取景范围。

本发明实施例中的俯拍模式是指航拍设备位于所述无人机机身或者机架的下方时，执行相对于大地而言的从上往下拍摄所述无人机下侧视角内的取景范围，本发明是通过将航拍设备翻转和升降之后，航拍时伸出所述无人机机身实现的，其不同于现有技术中，将航拍设备直接固定设置于无人机机身或者机架的下方。同时，这里的俯拍模式也不是通过云台改变摄像装置镜头的角度来实现拍摄所述无人机机身下侧视角内的取景范围，因为这样虽然能一定程度实现俯拍，但这样的俯拍范围会受到旋翼或者机身的遮挡，导致取景不完全，尤其是无法拍摄到无人机机身正下方的取景范围。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备可拆卸地安装在所述无人机机身上方。具体的拆卸结构可以参考现有技术中的能够实现本发明目的的构成部件，在此不再赘述。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备可以是固定在所述无人机上方的摄像装置，其构成与现有航拍设备固定在无人机正下方不同的无人机航拍装置，可以实现从上往下的仰拍模式，用于检测桥梁底部、管道内侧上方情况等多用场合。优选的，所述摄像装置为全景相机或者环形摄像头组，可实现对航拍区域进行全角度影像采集，并且可以不用配置电机和云台结构，减轻无人机负担、节约成本。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备可以包括固定在所述无人机上方的云台和设置在所述云台上的所述摄像装置，所述云台控制所述摄像装置的转动。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备包括升降功能盒，所述升降功能盒内至少包括升降单元和功能设备，所述升降单元适用于控制所述功能设备上下移动。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒可以直接作为所述无人机机身的一部分，所述升降功能盒至少上方具有一个正对着所述功能设备的第一孔洞，用于所述功能设备从所述第一孔洞伸出，进行航拍操作；也可以通过在机身上开孔，将所述升降功能盒作为所述无人机的一个附加设备进行挂载。优选的，所述升降功能盒是可拆卸的，当所述无人机降落，不需要使用所述升降功能盒的时候，可以将其拆除。优选的，所述升降功能盒至少上方具有配合所述第一孔洞的上盖，所述上盖可以打开或者关闭。

具体的，所述无人机飞行过程中，当飞行到拍摄地点时，所述升降功能盒从打开所述上盖，将所述功能设备在所述升降单元的控制下，上升到第一预定部位，将所述功能设备从所述无人机机身上的第一孔洞伸出，执行所述从下往上的仰拍模式。当本次拍摄完毕时，首先将所述功能设备在所述升降单元的控制下，下降到第二预定部位，将所述功能设备从所述无人机机身上的第一孔洞收回，完全纳入机身之内后，关闭所述上盖。优选的，所述第一预定部位为所述无人机机身上水平面平行的位置或者稍微低于所述无人机机身上水平面或者其他任意可以将所述功能设备从所述第一孔洞伸出所述无人机机身的位置。优选的，所述第二预定部位为所述无人机机身的中间部位或者所述无人机机身的底部或者其他任意可以完全收纳所述航拍设备的位置。这样，可以起到保护所述航拍设备和降低飞行阻力的作用。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒内还包括翻转单元，所述翻转单元适用于控制所述功能设备上下翻转。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒上方具有一个正对着所述功能设备的所述第一孔洞，下方具有一个正对着所述功能设备的第二孔洞，所述第一孔洞和所述第二孔洞分别用于所述功能设备从中伸出所述无人机，进行航拍操作。优选的，所述升降功能盒还具有配合所述第一孔洞的上盖和配合所述第二孔洞的下盖，所述上盖和所述下盖均是可以打开或者关闭的。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒和/或所述无人机还包括拍摄控制模块，所述拍摄控制模块连接所述升降单元和所述翻转单元，所述拍摄控制模块包括接收单元，所述接收单元用于接收无人机发出的拍摄指令，所述拍摄指令包括拍摄时间、拍摄地点和拍摄方向，所述拍摄方向至少包括从下往上的仰拍和从上往下的俯拍。所述拍摄控制模块还包括检测单元，当所述拍摄控制模块接收到所述拍摄指令时，触发所述检测单元检测所述功能设备相对于所述无人机的方向，所述方向至少包括朝上方向和朝下方向。所述拍摄控制模块还包括判断单元，所述判断单元连接所述接收单元和所述检测单元，判断所述拍摄方向和所述功能设备方向是否一致，如果一致，则执行翻转操作，在所述翻转单元的控制下，将所述功能设备按着逆时针方向或者顺时针方向进行翻转，当所述拍摄方向和所述功能设备方向一致时，打开所述上盖或者下盖，在所述升降单元的控制下，再执行升降操作，所述升降操作的方向同所述拍摄方向一致，将所述功能设备上升到所述第一预定部位或者将所述功能设备下降到第三预定部位。然后，将所述功能设备从所述第一孔洞或者所述第二孔洞伸出，执行仰拍模式或者俯拍模式。

本发明实施例中优选的，所述第二预定部位为所述无人机机身的中间部位或者其他任意可以完全收纳所述航拍设备的位置。优选的，所述第三预定部位为所述无人机机身下水平面平行的位置或者稍微低于所述无人机机身下水平面或者其他任意可以将所述功能设备从所述第二孔洞伸出所述无人机机身的位置。

例如，当所述拍摄方向指定为从下往上的仰拍模式时，若此时所述功能设备方向朝下，则首先由所述翻转单元将所述功能设备翻转成朝上方向；然后，打开所述第一孔洞，由所述升降单元控制所述功能设备向上移动，直到所述第一预定部位。若此时所述功能设备方向朝上，则直接执行所述升降操作。固定后，将所述功能设备从所述第一孔洞伸出，执行航拍操作。优选的，当本次航拍结束时，通过所述升降单元将所述功能设备下降到所述第二预定部位，关闭所述上盖。再例如，当所述拍摄方向指定为从上往下的俯拍模式时，若此时所述功能设备方向朝上，则首先由所述翻转单元将所述功能设备翻转成朝下方向；然后，打开所述第二孔洞，由所述升降单元控制所述功能设备向下移动，直到所述第三预定部位。若此时所述功能设备方向朝下，则直接执行所述升降操作。固定后，将所述功能设备从所述第二孔洞伸出，执行航拍操作。优选的，当本次航拍结束时，通过所述升降单元将所述功能设备上升到所述第二预定部位，关闭所述下盖。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒内还包括云台、支撑所述功能设备的平板，所述云台设置于所述平板和所述功能设备之间，其中，

所述云台适用于控制所述功能设备的转动；

所述升降单元包括第一升降轨道、第一升降单元、第二升降轨道和第二升降单元，所述第一升降单元和所述第二升降单元分别安装与所述第一升降轨道和所述第二升降轨道，同步控制所述平板沿着所述第一升降轨道和所述第二升降轨道向上移动或者向下移动；

所述翻转单元包括第一传动轴、第一旋转驱动单元、第二传动轴和第二旋转驱动单元，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别连接所述第一传动轴和所述第二传动轴，所述第一传动轴的一端连接所述第一升降单元、另一端连接所述平板，所述第二传动轴的一端连接所述第二升降单元、另一端连接所述平板，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别驱动所述第一传动轴和所述第二传动轴同向旋转，向上翻转所述平板或者向下翻转所述平板。

本发明实施例中优选的，所述第一升降单元、第二升降单元、第一旋转驱动单元、第二旋转驱动单元为电机、马达以及液压缸中的任意一种。优选的，所述电机为步进电机。优选的，所述步进电机采用直流电机。

当然，本发明实施例中所述升降单元和所述翻转单元并不限于上述所例举的结构，现有技术中其他任意可以控制所述功能设备升降和翻转的结构都在本发明的范围之内。

本发明实施例中优选的，所述升降单元还包括限位机构，其用于限制所述平板沿垂直轨道向上或者向上运动的距离。

本发明实施例中优选的，所述升降单元还包括紧固件，其用于当所述平板确定在某一位置时，固定所述平板。

本发明实施例中优选的，还包括伸缩部件，所述伸缩部件设置于所述云台和所述功能设备之间，其适用于调节所述云台和所述功能设备之间的距离。优选的，所述功能设备为摄像装置。当所述摄像装置执行航拍操作时，如果所述无人机的旋翼或者机架等物理结构对拍摄角度造成了阻碍，可以通过拉升所述伸缩部件，将所述摄像装置伸出所述无人机机身的距离再远一点，这样，就可以规避旋翼对拍摄角度造成的影响和限制。

传统的无人机云台通常将摄像装置直接固定在摄像装置平台上。无人机严重的震动会使摄像装置图像难以稳定。此外，高速无人机搭载的云台由于强烈的气流吹袭，会使摄像装置的震动加剧。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备还包括稳定单元，所述功能设备的稳定性主要取决于所述云台自身的设计。其中，所述稳定单元可以是惯性传感器组件，也可以是空气阻尼减震器，还可以是减震材料或者减震球中的任意一种或者几种的组合。例如，可采用双陀螺仪配置，同时检测水平及垂直角度的角速度从而实现自动控制。或者，可以采用基于加速度计和陀螺仪传感器的云台自稳定方案，通过加权算法对加速度计和陀螺仪的数据进行融合提高姿态传感器的测量精度，得到最优姿态角。加速度计具有比陀螺仪更高的静态精度，而陀螺仪具有对加速度计更高的动态精度，通过加权系数来融合加速度计和陀螺仪的数据，提高云台的自稳定效果。例如，所述加速度传感器选用飞思卡尔公司的MMA8452加速计、所述陀螺仪选用意法半导体公司的L3G4200D陀螺仪传感器。

本发明实施例中优选的，将所述云台通过空气阻尼减震器悬挂在所述第一平板上等方式进行减震。优选的，可以通过支撑框架将云台整体悬挂在4个空气阻尼减震器上，使得摄像装置的震动得到进一步衰减。

本发明实施例中优选的，还可以通过设计球型摄像装置平台，用海绵等柔性材料将摄像装置包裹在球型摄像装置平台内，显著减小空气阻力并削减抖动。

本发明实施例中优选的，还可以通过基于图像处理的方法研制稳定云台，来获得优质的航拍效果。

本发明实施例中优选的，所述无人机航拍装置还包括地面控制站，所述地面控制站包括中央处理器和通信模块，所述通信模块适用于所述无人机和所述地面控制站之间双向通信，所述中央处理器适用于向所述无人机发送飞行控制指令和拍摄控制指令，操作所述无人机的飞行状态和所述航拍设备的拍摄情况，例如拍摄时间、拍摄地点、拍摄方向和/或拍摄方式。

本发明实施例中优选的，所述无人机航拍装置还包括无人机航迹规划模块，所述无人机航迹规划模块可以位于所述地面控制站中，所述无人机可以按照预先规划好的飞行航迹飞行，也可以根据实际情况进行人工手动操作、实时规划。优选的，所述无人机航迹规划模块还可以位于所述无人机，由所述无人机在监控范围内自主导航。

本发明实施例中优选的，所述无人机和所述航拍设备还可以包括传感器组件，其包括一个或多个传感器，用于为无人机提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件可以检测到组件的相对定位、还可以检测无人机或无人机一个组件的位置改变、无人机方位或加速/减速和无人机的温度变化。传感器组件还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件还可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、压力传感器或温度传感器。

本发明实施例中优选的，用于无人机的航拍设备可以包括hero3等定焦运动相机、微单、单反等，航拍设备自身可以支持无线控制以实现航拍设备的远程控制，其所使用的相机也可以支持WIFI控制或者红外控制，以实现对相机的远程控制，据此进行相机的拍照或者录像。相机远程控制器可以包括快门功能、相机变焦、模式等各种功能。

本发明实施例中优选的，所述相机远程控制器包括有控制命令执行电路，其中，该控制命令执行电路包括单片机以及***电路，其相应输出端与相机控制面板的相应触发引脚导线连接，该单片机及***电路监测无人机的输入信号，在监测到相机控制命令时，改变已引出的相机控制面板的对应功能的触发引脚上的电平信号，触发对应的相机功能，例如远焦、近焦、对焦、拍照、录像、操作停止等等。相对应的，在无人机对应的遥控器上，可自定义命令开关，发射相机控制命令，例如：远焦、近焦、对焦、拍照、录像、操作停止等等。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备包括相机和摄像机，所述相机用于拍摄图像，所述摄像机用于录制视频，其安装于一云台上，无人机悬停后，通过电机对云台的方向进行控制，从而实现对该区域的全角度影像采集。

本发明实施例中，所采用的无线网络可以采用基于IEEE802.11协议的无线网络和/或3G无线网络。

本发明实施例公开了一种无人机航拍装置，通过直接将所述云台和/或摄像装置设置在无人机上方，实现与现有技术用途完全不同的专门航拍设备；还可以通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。同时，还可以在不用摄像装置时，将整个云台、摄像装置收入机身机架内，起到保护功能设备，并且降低飞行阻力的作用。

实施例二、一种无人机航拍装置。

图2为本发明实施例2的无人机航拍装置结构示意图，本发明实施例将结合图2进行具体说明。

如图2所示，本发明实施例提供了一种无人机航拍装置，包括升降功能盒/机身201和旋翼202，主要组成部件均处于升降功能盒201内，所述升降功能盒201及其功能设备205可以直接作为机身201的一部分进行实现，也可以通过在机身201开孔作为一个附加设备进行挂载。

本发明实施例中优选的，所述升降功能盒/机身201内部主要由以下部件组成：控制云台升降的升降轨道206和升降电机207、功能设备、用于控制所述功能设备205运动的云台203、固定所述云台的第一平板204和带动所述第一平板204进行翻转的垂直旋转驱动电机208。所述机身和/或所述升降功能盒201在所述功能设备205的正上方进行开孔，方便所述功能设备伸出所述机身和/或所述升降功能盒201。

本发明实施例中优选的，在所述第一平板的左右两侧均设有升降轨道206和升降电机207，共同实现所述第一平板204的垂直运动及固定，使之受力平衡，降低抖动，增加设备稳定性。垂直旋转时，也由两侧的所述垂直旋转驱动电机208驱使传动轴同向转动，使之受力均衡且翻转稳定。

在飞行过程中，当需要使用所述功能设备205时，首先决定所述功能设备205是从所述机身201上方伸出还是从机身下方伸出，从而操作所述垂直旋转驱动电机208，带动所述第一平板204进行垂直方向的旋转，使得所述功能设备205朝向所述机身201下方孔洞或者上方孔洞。固定到位后，所述升降电机207带动所述第一平板204沿所述升降轨道206向下或者向上运动，使得所述功能设备205穿过所述机身201孔洞，从机身下方或者上方伸出，完成相应功能。

如果不需要使用所述功能设备205时，通过操作所述升降电机207，带动所述第一平板204上下移动，停在所述升降功能盒/机身201中间部位，即可使所述功能设备205完全收入机身或所述升降功能盒201内，起到一定的保护和降低飞行阻力的作用。

本发明实施例中优选的，所述功能设备为拍摄装置。所述拍摄装置可以是视频摄像机、web摄像机、照相机、摄像头或者红外静态照相机网络。网络可以部署为任何类型的网络，包括有线网络和无线网络以及在各种环境中通过各种方式实现的局域网。

本发明实施例中优选的，所述无人机还包括飞行控制器，所述飞行控制器用于控制所述无人机的飞行和所述拍摄装置的航拍操作。其中，所述飞行控制器能够通过中央处理器(CPU)和/或协处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、特定用途基础电路(ASIC)以及嵌入式微处理器(ARM)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现。优选的，所述飞行控制器可以为服务器，包括处理组件，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件执行的指令，例如应用程序。存储器中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。

本发明实施例中优选的，所述无人机还包括电源模块和动力模块。

本发明实施例中优选的，所述无人机202还包括定位模块和自动避障模块。其中，所述定位模块为GPS装置，所述自动避障模块为激光测距仪或者超声波探测传感器，所述电源模块为动力锂电池。

本发明实施例公开了一种无人机航拍装置，通过直接将所述云台和/或摄像装置设置在无人机上方，实现与现有技术用途完全不同的专门航拍设备；还可以通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。同时，还可以在不用摄像装置时，将整个云台、摄像装置收入机身机架内，起到保护功能设备，并且降低飞行阻力的作用。另外，本发明的摄像装置还可以根据需要，在拍摄时，适当向上方或者下方伸出，从而避免多旋翼无人机的机架物理结构对拍摄角度的限制。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

实施例三、一种无人机航拍方法。

图3为本发明实施例三的无人机航拍方法流程图，本发明实施例将结合图3进行具体说明。

如图3所示，本发明实施例提供了一种无人机航拍方法，该方法包括以下步骤：

步骤S301：无人机携带航拍设备飞行至指定位置；

具体的，所述无人机可以根据预先设定好的飞行航迹飞行到所述指定位置，然后悬停；或者所述无人机可以自主导航至监控区域的上空，一边飞行一边航拍。

步骤S302：所述航拍设备执行从下往上的仰拍模式。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备可以固定在所述无人机上方，此时，所述航拍设备只能执行所述从下往上的仰拍模式。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备可以设置于所述无人机机身内，通过一升降单元执行升降操作，当需要航拍时，所述航拍设备从所述无人机机身内往上升至一预定部位，然后伸出所述无人机机身，执行航拍操作。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备包括云台和设置于所述云台上的摄像装置，所述航拍设备可以设置于所述无人机机身内，通过一升降单元执行升降操作，当需要航拍时，所述航拍设备从所述无人机机身内往上升至一预定部位，通过所述云台和所述摄像装置之间的拉伸部件拉伸后，所述摄像装置伸出所述无人机机身，执行航拍操作。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备执行从下往上的仰拍模式的步骤之后，所述航拍设备还能够执行从上往下的俯拍模式。

本发明实施例中优选的，所述航拍设备执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式，具体包括以下步骤：

接收控制信息，确定当前的航拍方向；

确定所述航拍设备相对于无人机的方向；

判断所述航拍方向和所述航拍设备相对于无人机的方向是否一致；

如果不一致，则将所述航拍设备翻转；

如果一致，则执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式。

本发明实施例中优选的，执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式之后还包括收纳步骤，将所述航拍设备收入所述无人机内。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

本发明实施例的无人机航拍方法，通过直接将所述云台和/或摄像装置设置在无人机上方，实现与现有技术用途完全不同的专门航拍设备；还可以通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。同时，还可以在不用摄像装置时，将整个云台、摄像装置收入机身机架内，起到保护功能设备，并且降低飞行阻力的作用。另外，本发明的摄像装置还可以根据需要，在拍摄时，适当向上方或者下方伸出，从而避免多旋翼无人机的机架物理结构对拍摄角度的限制。

实施例四、一种无人机航拍方法。

图4为本发明实施例四的无人机航拍方法流程图，本发明实施例将结合图4进行具体说明。

如图4所示，本发明实施例提供了一种无人机航拍方法，包括以下步骤；

步骤S401：无人机飞行至指定位置；

步骤S402：确定当前的航拍方向；

步骤S403：确定航拍设备相对于无人机的方向；

步骤S404：判断所述航拍方向与所述航拍设备相对于无人机的方向是否一致？如果一致，则跳转到步骤S406；反之，进入下一步；

步骤S405：将所述航拍设备翻转；

步骤S406：将所述航拍设备向上或者向下移动；

步骤S407：执行从下往上的仰拍模式或者从上往下的俯拍模式；

步骤S408：判断本次航拍是否完毕？如果是，进入下一步；反之，跳回到步骤S402；

步骤S409：将所述航拍设备收入所述无人机内。

本发明实施例中其它内容参见上述发明实施例中的内容，在此不再赘述。

本发明实施例公开了一种无人机航拍方法，通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。同时，还可以在不用摄像装置时，将整个云台、摄像装置收入机身机架内，起到保护功能设备，并且降低飞行阻力的作用。

本发明可以带来这些有益的技术效果：本发明实施例公开的无人机航拍装置及方法，通过直接将所述云台和/或摄像装置设置在无人机上方，实现与现有技术用途完全不同的专门航拍设备；还可以通过设计一种可上下移动及翻转云台的装置，使得云台可以依据需求出现在无人机的上方或下方进行自由的拍摄。同时，还可以在不用摄像装置时，将整个云台、摄像装置收入机身机架内，起到保护功能设备，并且降低飞行阻力的作用。另外，本发明的摄像装置还可以根据需要，在拍摄时，适当向上方或者下方伸出，从而避免多旋翼无人机的机架物理结构对拍摄角度的限制。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种无人机航拍装置，其特征在于：包括无人机和航拍设备，所述航拍设备设置于所述无人机上，其至少能够执行从下往上的仰拍模式；

所述航拍设备可拆卸地安装在所述无人机机身上方；

所述航拍设备包括升降功能盒，所述升降功能盒内至少包括升降单元和功能设备，所述升降单元适用于控制所述功能设备上下移动；

所述升降功能盒内还包括翻转单元，所述翻转单元适用于控制所述功能设备上下翻转；

所述升降功能盒内还包括云台、支撑所述功能设备的平板，所述云台设置于所述平板和所述功能设备之间，其中，

所述云台适用于控制所述功能设备的转动；

所述升降单元包括第一升降轨道、第一升降单元、第二升降轨道和第二升降单元，所述第一升降单元和所述第二升降单元分别安装于所述第一升降轨道和所述第二升降轨道，同步控制所述平板沿着所述第一升降轨道和所述第二升降轨道向上移动或者向下移动；

所述翻转单元包括第一传动轴、第一旋转驱动单元、第二传动轴和第二旋转驱动单元，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别连接所述第一传动轴和所述第二传动轴，所述第一传动轴的一端连接所述第一升降单元、另一端连接所述平板，所述第二传动轴的一端连接所述第二升降单元、另一端连接所述平板，所述第一旋转驱动单元和所述第二旋转驱动单元分别驱动所述第一传动轴和所述第二传动轴同向旋转，向上翻转所述平板或者向下翻转所述平板。

2.根据权利要求1所述的无人机航拍装置，其特征在于：还包括伸缩部件，所述伸缩部件设置于所述云台和所述功能设备之间，其适用于调节所述云台和所述功能设备之间的距离。

3.一种使用了权利要求1所述的航拍装置的无人机航拍方法，包括以下步骤：

无人机携带航拍设备飞行至指定位置；

所述航拍设备执行从下往上的仰拍模式。

4.根据权利要求3所述的无人机航拍方法，其特征在于：所述航拍设备除了执行从下往上的仰拍模式之外，所述航拍设备还能够执行从上往下的俯拍模式。

5.根据权利要求4所述的无人机航拍方法，其特征在于：所述航拍设备执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式，具体包括以下步骤：

接收控制信息，确定当前的航拍方向；

确定所述航拍设备相对于无人机的方向；

判断所述航拍方向和所述航拍设备相对于无人机的方向是否一致；

如果不一致，则将所述航拍设备翻转；

如果一致，则执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式。

6.根据权利要求4所述的无人机航拍方法，其特征在于：执行所述仰拍模式和/或所述俯拍模式之后还包括收纳步骤，将所述航拍设备收入所述无人机内。