CN206865609U

CN206865609U - 一体式六镜头全景相机的控制电路

Info

Publication number: CN206865609U
Application number: CN201720601245.9U
Authority: CN
Inventors: 黄深喜; 李宇峰
Original assignee: Hunan Atom Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Atom Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2018-01-09
Anticipated expiration: 2027-05-26

Abstract

本实用新型公开了一种一体式六镜头全景相机的控制电路，包括主控电路、相机模组接口电路、电源电路、无线通信电路和相机模组；电源电路供电；相机模组实现六个方向视频照片采集和存储；主控电路通过相机模组接口电路对相机模组设置参数，实现控制，将各相机模组的视频和照片整合到一路USB通道对外传输；无线通信电路与主控电路连接，用于接收遥控器操作设置相机模组参数，并对主控电路下发相应控制指令来控制相机模组的拍摄工作。本实用新型实现对六个相机模组的相机参数统一和简便设置和拍摄操作，不需要对六个相机模组单独设置和操作，而且只采用一个外接USB接口与PC机通信就可以实现视频和照片文件的高效导入PC机，并且操作非常方便。

Description

一体式六镜头全景相机的控制电路

技术领域

本实用新型具体涉及一种一体式六镜头全景相机的控制电路。

背景技术

与单镜头拍摄的视频和照片相比，全景视频和照片能从水平360°和垂直360°全方位展示所拍摄的景物和环境，全景拍摄有其独特的视觉效果，越来越得到人们的青睐，消费者对全景相机的需求越来越多。

目前市场上的六镜头全景相机通常采用六个独立运动相机安装在一个正方体的支架上，分别采集上、下、左、右、前和后六个方向的视频或照片，并将视频和照片以文件方式存储在每个运动相机的SD卡内。为了获得全景视频和照片，拍摄者在拍摄前需将六台运动相机通过每台相机的按键单独将其视频分辨率、帧率、曝光时间、电子快门、感光度等相机参数预先设置好，另外，在拍摄结束后需将六张SD卡里的六路视频和照片文件通过SD卡读卡器传输导入到PC机或者采用六路USB接口传输导入到PC机，然后用PC机的全景处理软件，如AUTOPANO，进行全景视频和照片的事后拼接，生成全景视频和全景照片。然而，明显的，这种从六镜头全景相机的相机参数设置操作以及视频和照片文件的导出操作很不方便，操作效率很低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体式六镜头全景相机的控制电路，该电路能简化对六个相机模组的相机参数设置和拍摄操作，只采用一个无线遥控器操作就能统一、简便的设置六台相机模组的相机参数，而且只采用一个外接USB接口与PC机通信就可以实现视频和照片文件的高效导入PC机，并且操作非常方便。

本实用新型提供的这种一体式六镜头全景相机的控制电路，包括主控电路、相机模组接口电路、电源电路、无线通信电路和相机模组；电源电路给所述控制电路供电；相机模组用于实现前、后、左、右、上和下六个方向的视频和照片信息的采集和存储；主控电路通过相机模组接口电路与相机模组连接，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作，或者通过相机模组接口电路获取相机模组拍摄的照片或视频并整合为一路通道对外发送；无线通信电路与主控电路连接，用于通过无线遥控方式设置所述相机模组的参数，或者对主控电路下发控制指令从而控制相机模组的工作。

所述的主控电路采用由型号为STM32F072RBT6的微控制器芯片组成的电路。

所述的相机模组接口电路包括UART串行接口电路、UART串口扩展电路和USB HUB电路；主控电路通过UART串行接口电路和UART串口扩展电路连接相机模组，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作；主控电路还通过I2C总线连接USB HUB电路并对USB HUB电路进行参数设置；USB HUB电路则直接连接相机模组，用于将相机模组的6路USB接口信号整合为一路USB通道并对外传输视频和照片文件。

所述的USB HUB电路包括第一USB HUB电路、第二USB HUB电路和数据交换USB接口；第一USB HUB电路连接相机模组中的三个相机模组，第二USB HUB电路连接相机模组中的另三个相机模组；第一USB HUB电路和第二USB HUB电路通过数据交换USB接口连接；数据交换USB接口用于将相机模组的6路数据整合为一路USB通道并对外传输视频和照片文件。

所述的第一USB HUB电路和第二USB HUB电路均采用由型号为TUSB8041的USB HUB芯片组成的电路。

所述的电源电路由型号为BQ24195RGE的快速充电管理芯片、型号为TPS62130RGT的电源芯片、型号为NCP340MUTBG的开关芯片、型号为TLV70433的稳压电源芯片以及大容量3.6V可充电锂电池组成。

所述的无线通信电路由基于LORA技术的无线通信模块构成；无线通信电路用于通过无线遥控的方式接收遥控器操作来设置所述相机模组的视频分辨率、帧率、曝光时间、电子快门、感光度等参数，并对主控电路下发相应控制指令来控制相机模组的拍摄工作。

本实用新型提供的这种一体式六镜头全景相机的控制电路，通过USB HUB电路将六镜头拍摄的照片视频统一为一路USB接口并对外连接，使得原本需要六路USB接口的复杂方式，简化为一个USB接口通信方式，既大幅度方便了视频和照片文件导出的方便性，又提高了整体电路的安全可靠性；而且本实用新型提供的这种一体式六镜头全景相机的控制电路还包括了无线通信电路，使得使用者可采用无线遥控器通过无线通信模块远程设置全景相机参数和全景相机操作。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的相机模组接口电路中的第一USB HUB电路的电路原理图。

图3为本实用新型的相机模组接口电路中的第二USB HUB电路的电路原理图。

图4为本实用新型的相机接口电路中的UART串口扩展电路的电路原理图。

图5为本实用新型的相机接口电路中的无线通信电路的电路原理图。

图6为本实用新型的电源电路的BQ24195RGE的充电器芯片的电路原理图。

图7为本实用新型的电源电路的TPS62130RGT的电源芯片电路原理图。

图8为本实用新型的主控电路的电路原理图。

图9为本实用新型的相机模组的电路示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的一体式六镜头全景相机的控制电路，包括主控电路、相机模组接口电路、电源电路、无线通信电路和相机模组；电源电路给所述控制电路供电；相机模组用于实现前、后、左、右、上和下六个方向的视频和照片信息的采集和存储；主控电路通过相机模组接口电路与相机模组连接，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作，或者通过相机模组接口电路获取相机模组拍摄的照片或视频并整合为一路信号对外发送；无线通信电路与主控电路连接，用于通过无线遥控的方式设置所述相机模组的参数，或者对主控电路下发控制指令从而控制相机模组的工作；所述的相机模组接口电路包括UART串行接口电路、UART串口扩展电路和USB HUB电路；主控电路通过UART串行接口电路和UART串口扩展电路连接相机模组，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作；主控电路还通过I2C总线连接USB HUB电路并对USB HUB电路进行参数设置；USB HUB电路则直接连接相机模组，用于将相机模组的6路USB接口信号整合为一路USB接口信号并对外发送；所述的USB HUB电路包括第一USB HUB电路、第二USB HUB电路和数据交换USB接口；第一USB HUB电路连接相机模组中的三组相机，第二USB HUB电路连接相机模组中的另三组相机；第一USB HUB电路和第二USB HUB电路通过数据交换USB接口连接；数据交换USB接口用于将相机模组的6路数据整合为一路USB接口信号并对外发送。

如图2所示为本实用新型的相机模组接口电路中的第一USB HUB电路的电路原理图；第一USB HUB电路的核心芯片的型号为TUSB8041；USB HUB芯片通过3路下行USB2.0端口与3个相机模组连接：芯片的1脚和2脚连接第二路相机模组（图示信号USB1_DN2_D_P和USB1_DN2_D_N），芯片的9脚和10脚连接第三路相机模组（图示信号USB1_DN3_D_P和USB1_DN3_D_N），芯片的17脚和18脚连接第一路相机模组（图示信号USB1_DN1_D_P和USB1_DN1_D_N）；同时芯片通过1路下行USB3.0端口与第二USB HUB电路的USB HUB芯片的上行USB3.0端口连接：芯片的24~27、以及29和30号（图示信号依次为USB1_TO_USB2_D_P、USB1_TO_USB2_D_N、USB1_TO_USB2_SSTX_P、USB1_TO_USB2_SSTX_、N、USB1_TO_USB2_SSRX_P以及USB1_TO_USB2_SSRX_P）引脚与第二USB HUB电路的USB HUB芯片的上行USB3.0端口连接；第一USBHUB芯片还通过1路上行USB3.0端口与外部PC机通信：芯片的53~56、以及58和59号引脚（图示信号依次为USB_SSRX_UP_N、USB_SSRX_UP_P、USB_SSTX_UP_N、USB_SSTX_UP_P、USB_D_UP_N和USB_D_UP_N）与外部PC机通信；此外，第一USB HUB芯片通过I²C接口（芯片的37和38引脚，图示信号HUB1_IIC_SDA和HUB1_IIC_SCL）与主控电路连接，主控电路利用I²C设置USBHUB芯片的工作参数；晶振Y2，电容C22、C23组成外部晶振电路，连接芯片的61和62号晶振引脚；电容C25～C32组成芯片的1.1V电源滤波电路；电容C33～C40组成芯片的3.3V电源滤波电路。

如图3所示为本实用新型的相机模组接口电路中的第二USB HUB电路的电路原理图；第一USB HUB电路和第二USB HUB电路均采用类似的电路；第二USB HUB电路的核心芯片的型号为TUSB8041；USB HUB芯片通过3路下行USB2.0端口与剩余3个相机模组连接：芯片的1脚和2脚连接第四路相机模组（图示信号USB2_DN1_D_P和USB2_DN1_D_N），芯片的9脚和10脚连接第五路相机模组（图示信号USB2_DN2_D_P和USB2_DN2_D_N），芯片的17和18脚连接第六路相机模组（图示信号USB2_DN3_D_P和USB2_DN3_D_N）；同时，芯片还通过一路上行USB3.0端口与第一USB HUB电路的USB HUB芯片的下行USB3.0端口连接，芯片引脚分别为53~56、58和59号引脚（图示信号依次为USB1_TO_USB2_D_P、USB1_TO_USB2_D_N、USB1_TO_USB2_SSRX_P、USB1_TO_USB2_SSRX_P 、USB1_TO_USB2_SSTX_P和USB1_TO_USB2_SSTX_、N）；此外，芯片还通过I²C接口与主控电路连接（芯片的37和38号引脚，图示信号HUB2_IIC_SCL和HUB2_IIC_SDA），主控电路利用I²C设置USB HUB芯片的工作参数；晶振Y1，电容C3、C4组成外部晶振电路，连接芯片的晶振引脚61和62号引脚；电容C6～C13组成芯片的1.1V电源滤波电路；电容C14～C20组成芯片的3.3V电源滤波电路。

如图4所示为本实用新型的相机接口电路中的UART串口扩展电路的电路原理图：串口扩展电路采用由型号为SN74CBTLV3257的复用芯片U1构成的电路。主控电路的微控制器只有两个UART串口，利用该复用芯片可以实现主控电路的微控制器一个UART串口与六个相机模组对应的六个UART串口分时通信，这就相当于通过该电路将主控电路的微控制器的一个UART接口扩展为六个UART串口；U1的1脚通道选择引脚连接到控制器电路中控制器芯片的36脚，用于通道切换控制；U1的第4、7、9、12脚分别连接到控制器芯片的第43、42、52、51脚，用于与控制器芯片的串口数据收发；U1的第2脚、第5脚连接到镜头1的接口的串口收、发；U1的第3脚、第6脚连接到镜头5接口的串口收、发；U1的第11脚、第14脚连接到镜头6接口的串口收、发；U1的第10脚、第13脚连接到镜头4接口的串口收、发；U1的15脚片选引脚接低电平，持续选通。

如图5所示为本实用新型的相机接口电路中的无线通信电路的电路原理图：无线通信电路采用基于LORA技术的无线通信模块构成的电路；模块M1的第3、4脚分别连接到微控制器芯片的第15、14脚，用于串口数据收发；其第5、6、7脚分别连接到控制器芯片的第10、11、21脚，用于模块的收、发及通信参数控制。模块电源通过电源开关芯片U10控制，U10采用型号为NCP340MUTBG的软启动可控负载开关芯片，U10的第3脚连接到控制器芯片的第62脚，用于模块电源开关控制，低电平开启模块电源，高电平关闭模块电源。

如图6所示为本实用新型的电源电路的BQ24195RGE的快速充电芯片的电路原理图：芯片BQ1：BQ24195RGE具有对单节3.6V锂电池4.5A快速充电电流输出能力，其充电参数和行为可通过I²C接口由主控电路的微控制器进行控制和调节。芯片BQ1通过I²C接口（芯片的5脚和6脚，图示信号为BQ_IIC_SCL和BQ_IIC_SDA）与主控电路的微控制器芯片通信，用于设置和调整可充电锂电池的充电参数；芯片BQ1通过第7脚提供中断信号给微控制器芯片的第2脚，可充电锂电池有异常事件时可主动告知主控电路的微控制器芯片；其1、24脚为电源输入引脚，用于接外部充电适配器的电压输出端，并在充电期间从外部充电适配器中取电，这两个管脚还通过滤波电容C50、C51接地来滤去外部充电电源适配器带来杂波干扰；芯片的23脚提供电池升压模式输出电压，这个管脚还通过滤波电容组C54～C59接地，以便滤去杂波干扰；芯片BQ1的8脚的功能是设置升压模式，通过电阻R53连接到VCC_SYS电源网络；芯片BQ1的4脚为开漏输出，用于控制LED1变亮或熄灭，以指示充电操作所处的不同状态，它接LED1的阴极，LED1的阳极通过电阻R54连接到REGN电源网络，所述LED1变亮，表示处于充电过程中，LED1熄灭，则表示充电结束或充电功能关闭；芯片BQ1的9脚是充电使能引脚，通过下拉电阻R56接地，保证9脚为低电平，以允许充电；芯片的17、28、25脚为芯片的地引脚，直接接地；芯片BQ1的19、20脚是芯片的开关节点输出端口，是用于为充电电池提供电能输出的引脚，该引脚通过滤波电感L1连接到VCC_SYS电源网络，并通过电容C52和芯片的21脚为芯片内部的PWM高边驱动电路提供所需正电源；芯片BQ1的22脚是PWM低边驱动电路正电源引脚，通过滤波电容C62接地，另外，该引脚通过电阻R55连接到芯片BQ1的11脚，为外部温度传感器提供合格的电源电压；芯片BQ1的15、16脚为芯片***连接点，连接到VCC_SYS电源网络，还同时通过滤波电容C60、C61、C63接地以滤去杂波干扰；芯片BQ1的13、14脚连接到可充电锂电池的正极，电池充电时用于给电池的输出充电电能，电池供电时，用于从电池获取电能，该引脚通过滤波电容C66～C68接地以滤去杂波干扰；芯片BQ1的10脚用于设置最大输入电流I_INMAX，最大输入电流I_INMAX由电阻R58决定，I_INMAX = (1V/R58)×530；芯片BQ1的12脚与11脚一样，也是为温度传感器提供合格电压，这两个引脚必须连在一起，连接到外部温度传感器NTC电阻J9和电阻R57，用于过温保护用。

如图7所示为本实用新型的电源电路的TPS62130RGT的电源芯片电路原理图：芯片的10~12脚为电源输入，直接连接到VCC_SYS电源网络；芯片的13脚为使能引脚，需要保持持续的高电平状态，因此也连接到VCC_SYS电源网络，电源网络还通过滤波电容C72、C73接地；芯片的9脚通过滤波电容C74接地；洗片的0、6~8、15、16脚均直接接地；芯片的1~3脚则通过滤波电感L2连接到HUB_VCC1V1电源网络，还通过滤波电容组C71、C75、C76、C81接地；芯片的14脚则直接连接到HUB_VCC1V1电源网络获取高电平信号；芯片的5脚为采样反馈引脚，其通过电阻分压网络对输出电源进行采样，具体则通过电阻R62接地并采样电阻R62上的电压。

如图8所示为本实用新型的主控电路的电路原理图：主控电路采用由型号为STM32F072RBT6的控制器芯片组成的电路；芯片使用3路串口与串口扩展电路连接（图示信号分别为15和16引脚-UART_CAM56_TX和UART_CAM56_RX，42和43引脚- UART_CAM12_TX和UART_CAM12_RX，以及51和52引脚- UART_CAM34_TX和UART_CAM34_RX），用于串口数据收发；芯片通过I2C接口（图示信号29和30引脚-HUB1_IIC_SCL和HUB1_IIC_SDA，58和59引脚-HUB2_IIC_SCL和HUB2_IIC_SDA）与HUB电路连接，用于电路参数设置与管理；芯片通过串口（图示信号14和15引脚-UART_LORA_TX和UART_LORA_RX）与无线通信模块连接，用于无线数据收发与参数配置；晶振Y3，电容C46、C47组成外部晶振电路，连接芯片的晶振引脚5脚和6脚；电容C41～C45、C48组成电源滤波电路；芯片还分别通过12路信号直接与相机模组连接并给相机模组的6组相机提供初始化信号和重启信号（图示为：芯片3脚-CAM1_RESET-第一路相机模组重启，芯片4脚-CAM1_INT-第一路相机模组初始化，芯片24脚-CAM2_INT-第二路相机模组初始化，芯片26脚- CAM2_RESET-第二路相机模组重启，芯片28脚-CAM3_INT-第三路相机模组初始化，芯片35脚- CAM3_RESET-第三路相机模组重启，芯片33脚-CAM6_INT-第六路相机模组初始化，芯片34脚- CAM6_RESET-第六路相机模组重启，芯片55脚-CAM2_INT-第五路相机模组初始化，芯片56脚- CAM2_RESET-第五路相机模组重启，芯片53脚-CAM2_INT-第四路相机模组初始化，芯片54脚- CAM2_RESET-第四路相机模组重启）。

如图9所示为本实用新型的相机模组的电路示意图：六路相机模组完全一样，每个相机模组具有1个UART接口和1个USB接口，UART接口与相机模组接口电路连接，通过UART串口扩展电路与主控电路连接。USB接口与相机模组接口电路连接，通过两个USB HUB电路将六路USB与外部USB 3.0接口连接，通过该外部USB 3.0接口实现与PC机的通信，实现六路相机模组的视频和照片文件传输。

Claims

1.一种一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于包括主控电路、相机模组接口电路、电源电路、无线通信电路和相机模组；电源电路给所述控制电路供电；相机模组用于实现前、后、左、右、上和下六个方向的视频和照片信息的采集和存储；主控电路通过相机模组接口电路与相机模组连接，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作，或者通过相机模组接口电路获取相机模组拍摄的照片或视频并整合为一路USB通道对外传输视频和照片文件；无线通信电路与主控电路连接，用于通过无线遥控的方式接收遥控器操作来设置所述相机模组的参数，并对主控电路下发控制指令控制相机模组工作；所述的相机模组接口电路包括UART串行接口电路、UART串口扩展电路和USB HUB电路；主控电路通过UART串行接口电路和UART串口扩展电路连接相机模组，用于通过相机模组接口电路对相机模组的参数进行设置、控制和协调相机模组的拍摄动作；主控电路还通过I2C总线连接USB HUB电路并对USB HUB电路进行参数设置；USB HUB电路则直接连接相机模组，用于将相机模组的6路USB接口信号整合为一路USB通道并对外传输视频和照片文件。

2.根据权利要求1所述的一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于所述的主控电路采用由型号为STM32F072RBT6的微控制器芯片组成的电路。

3.根据权利要求2所述的一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于所述的USBHUB电路包括第一USB HUB电路、第二USB HUB电路和数据交换USB接口；第一USB HUB电路连接相机模组中的三组相机，第二USB HUB电路连接相机模组中的另三组相机；第一USB HUB电路和第二USB HUB电路通过数据交换USB接口连接；数据交换USB接口用于将相机模组的6路数据整合为一路USB接口信号并对外发送。

4.根据权利要求3所述的一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于所述的第一USB HUB电路和第二USB HUB电路均采用由型号为TUSB8041的USB HUB芯片组成的电路。

5.根据权利要求4所述的一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于所述的电源电路由型号为BQ24195RGE的快速充电管理芯片、型号为TPS62130RGT的电源芯片、型号为NCP340MUTBG的开关芯片、型号为TLV70433的稳压电源芯片以及大容量3.6V可充电锂电池组成。

6.根据权利要求5所述的一体式六镜头全景相机的控制电路，其特征在于所述的无线通信电路由基于LORA技术的无线通信模块构成；无线通信电路用于通过无线遥控的方式接收遥控器操作来设置所述相机模组的参数，并对主控电路下发控制指令来控制相机模组的拍摄工作。