。
[0032]圖5是全景拍攝云臺(tái)軸測(cè)圖(旋轉(zhuǎn)臂另一側(cè)旋轉(zhuǎn)、相機(jī)上側(cè)拍攝狀態(tài))。
[0033]圖6是全景拍攝云臺(tái)在多旋翼機(jī)上安裝立面圖(相機(jī)遠(yuǎn)離機(jī)身，避開(kāi)旋翼遮擋)。
[0034]圖7是云臺(tái)在多旋翼機(jī)上安裝頂視圖(云臺(tái)旋轉(zhuǎn)臂處于水平狀態(tài))。
[0035]圖8是多旋翼機(jī)上的可調(diào)位置起落架正面圖。
[0036]圖9是多旋翼機(jī)上的可調(diào)位置起落架側(cè)面圖。
[0037]圖10是全景拍攝云臺(tái)剖面圖。
[0038]圖11是全景拍攝云臺(tái)上的鉸接相機(jī)座放大圖。
[0039]圖中，I扇形固定支架，2位置可調(diào)起落架，3舵機(jī)，4旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪，5旋轉(zhuǎn)臂堵頭，6鉸接相機(jī)座，7相機(jī)，8角度微調(diào)螺絲，9氣壓計(jì)通氣管，10旋轉(zhuǎn)臂，11條狀橡膠層，12平衡重物(包括電池等)，13旋翼機(jī)機(jī)身，14旋翼，15旋翼電機(jī)，16安裝孔，17舵機(jī)安裝架，18氣壓高度計(jì)，19電機(jī)懸臂，20起落架緊固螺絲。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施例、
[0041]1.有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)
[0042]如圖2至圖7所示，本實(shí)用新型提供的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，包括用于固定在無(wú)人機(jī)機(jī)身上的扇形固定支架I，扇形固定支架的扇形圓心角為180度。扇形固定支架的外緣圓周上安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂10，旋轉(zhuǎn)臂的兩端各設(shè)置有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂堵頭5，旋轉(zhuǎn)臂與扇形固定支架的外緣圓周之間形成軌道移動(dòng)副，扇形固定支架上通過(guò)舵機(jī)安裝架17安裝有一個(gè)舵機(jī)3，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上同軸安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪4，該驅(qū)動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)臂之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副可以為摩擦輪驅(qū)動(dòng)副(如本例)，或者采用齒輪驅(qū)動(dòng)副等。旋轉(zhuǎn)臂上通過(guò)相機(jī)座安裝有相機(jī)7。所述的旋轉(zhuǎn)臂上的相機(jī)座為兩個(gè)，兩個(gè)相機(jī)座上各安裝有一個(gè)相機(jī)，兩個(gè)相機(jī)座的一端分別鉸接在旋轉(zhuǎn)臂10上，另一端通過(guò)角度微調(diào)螺絲8固定在一起構(gòu)成鉸接相機(jī)座6。
[0043]所述的旋轉(zhuǎn)臂上與相機(jī)相對(duì)的另一側(cè)安裝有一個(gè)平衡重物12 (包括電池等)。
[0044](I)全景拍攝云臺(tái)。
[0045]全景拍攝云臺(tái)的主體是扇形固定支架和旋轉(zhuǎn)臂。扇形固定支架底部有安裝孔16，可以用于固定在多旋翼機(jī)機(jī)身13上(見(jiàn)圖6、7、10)，扇形固定支架中間有大面積的減輕孔，用于減輕自身重量，扇形固定支架頂部為“T”形截面以形成半圓軌道。旋轉(zhuǎn)臂同樣為半圓，其截面為躺倒的“C”形，抱在半圓支架的“T”形截面軌道上，兩者中間涂抹潤(rùn)滑脂以保證旋轉(zhuǎn)臂可以在“T”形軌道上順暢滑動(dòng)，旋轉(zhuǎn)臂下方一側(cè)裝有條狀的橡膠層11，與旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪4上的橡膠層接觸，用于提高摩擦力。旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸穿過(guò)扇形固定支架的空檔，與另一邊的舵機(jī)相連，舵機(jī)機(jī)身則通過(guò)舵機(jī)支架17安裝在扇形固定支架上，由此旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)可以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂沿“T”形半圓軌道運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)臂的橡膠層兩端有突出的旋轉(zhuǎn)臂堵頭5作為限位，防止旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪的左右推拉動(dòng)作導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)臂超出行程。
[0046]在半圓旋轉(zhuǎn)臂一端的外側(cè)裝有兩個(gè)對(duì)置的鉸接相機(jī)座6，其中一個(gè)相機(jī)座寬度略窄，可以插進(jìn)另一個(gè)相機(jī)座端部的槽孔內(nèi)，基本呈45度斜角交叉放置，兩個(gè)相機(jī)座的交叉部分水平穿過(guò)一個(gè)松緊角度微調(diào)螺絲8，螺絲松開(kāi)后兩個(gè)相機(jī)座可以微轉(zhuǎn)動(dòng)，用于微調(diào)兩個(gè)相機(jī)的俯仰角(參加圖11)。兩個(gè)相機(jī)7對(duì)置固定于鉸接相機(jī)座6上，常見(jiàn)的微型魚(yú)眼相機(jī)鏡頭上下視野角應(yīng)約為120度。這樣相機(jī)之間有30度左右的視野重疊區(qū)域，滿足軟件自動(dòng)拼接圖像需要。在必要時(shí)，也可以根據(jù)機(jī)身旋翼等障礙物位置對(duì)相機(jī)的俯仰角或鏡頭視野進(jìn)行微調(diào)。此外，在兩個(gè)相機(jī)的中間三角形區(qū)域內(nèi)固定氣壓計(jì)通氣管9的端部，氣壓計(jì)通氣管9另一端平時(shí)懸置，當(dāng)云臺(tái)安裝到多旋翼上時(shí)，與多旋翼自動(dòng)駕駛儀上的氣壓高度計(jì)18相連。
[0047]在旋轉(zhuǎn)臂另一端的外側(cè)可固定與兩個(gè)相機(jī)總重量相近的重物12，例如無(wú)線電接收機(jī)及其供電電池、相機(jī)快門(mén)控制電路等。舵機(jī)、相機(jī)快門(mén)線均按照本領(lǐng)域公知公用的方法與無(wú)線電接收機(jī)相連。
[0048]本方案建議相機(jī)兩個(gè)對(duì)置，但也可以是四個(gè)對(duì)置或者更多個(gè)。優(yōu)選兩個(gè)相機(jī)的目的是保證豎直方向的重疊率，而水平方向的多角度重疊拍攝主要靠多旋翼飛行器繞自身軸旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中相機(jī)多次曝光來(lái)完成。若安裝水平視野更大的鏡頭，或者安裝更多的相機(jī)，例如四個(gè)、六個(gè)對(duì)置相機(jī)，則可以一次性拍攝半個(gè)天球的全部所需照片，拍攝過(guò)程更短，不需要多旋翼機(jī)自轉(zhuǎn)，不過(guò)相應(yīng)的設(shè)備重量大幅度增加。反之則相機(jī)數(shù)量或者重量下降，相應(yīng)的另一側(cè)電池配重下降，因此可以適應(yīng)較小的、載重量較少的多旋翼機(jī)在狹小空間中拍攝。因此兩個(gè)相機(jī)為本方案最優(yōu)選擇，但如實(shí)際需要，也可在旋轉(zhuǎn)臂上增加相機(jī)安裝數(shù)量。
[0049](2)位置可調(diào)起落架。
[0050]多旋翼機(jī)原有的各種起落架有可能不適用本云臺(tái)，例如會(huì)遮擋下置拍攝的視野，或者在云臺(tái)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生機(jī)械碰撞，因此在必要時(shí)，可拆卸換成本方案中的專(zhuān)用起落架(見(jiàn)圖8、圖9)。該起落架配有可松緊調(diào)節(jié)的起落架緊固螺絲20，若松開(kāi)螺絲，則可在電機(jī)臂上從旋翼電機(jī)到機(jī)身之間的位置自由移動(dòng)安放，前提是其長(zhǎng)度不會(huì)超過(guò)從下側(cè)鏡頭到旋翼外側(cè)翼尖的連線，即不會(huì)對(duì)拍攝產(chǎn)生額外的遮擋即可。
[0051]2.全景拍攝方法:
[0052](I)起飛前準(zhǔn)備。
[0053]將全景拍攝云臺(tái)通過(guò)扇形固定支架安裝到多旋翼機(jī)機(jī)身的上表面，必要時(shí)將多旋翼機(jī)原有起落架換成本方案中的起落架。將氣壓計(jì)通氣管懸置端與氣壓高度計(jì)的通氣口相連(圖6)，使得氣壓高度計(jì)可以實(shí)時(shí)測(cè)量相機(jī)高度變化并通過(guò)原有的機(jī)身自控系統(tǒng)加以補(bǔ)償。此外通過(guò)微調(diào)相機(jī)的安裝角度使得不論在上側(cè)還是下側(cè)拍攝，旋翼等機(jī)身部件都不會(huì)進(jìn)入鏡頭視野之中。調(diào)整完畢后，舵機(jī)旋轉(zhuǎn)以保持旋轉(zhuǎn)臂處于基本水平狀態(tài)(兩端處在大致相同的高度)，不致過(guò)度傾斜導(dǎo)致撞到地面。
[0054](2)拍攝過(guò)程。
[0055]多旋翼機(jī)起飛并到達(dá)期望的拍攝位置后，旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂直至被堵頭截停，此時(shí)使得相機(jī)到達(dá)最低點(diǎn)，相機(jī)拍攝的同時(shí)人員控制多旋翼機(jī)水平旋轉(zhuǎn)半圈，獲得下半球的無(wú)遮擋全景圖像。然后旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)180度至另一側(cè)堵頭制動(dòng)，相機(jī)到扇形固定支架的最高點(diǎn)，此時(shí)多旋翼機(jī)再次繞自身中軸水平旋轉(zhuǎn)半圈，相機(jī)進(jìn)行上半球拍攝。因氣壓高度計(jì)的通氣口位于相機(jī)附近，因此伴隨相機(jī)的上下運(yùn)動(dòng)，飛行器會(huì)自動(dòng)調(diào)整自身高度以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)臂動(dòng)作導(dǎo)致的相機(jī)高度變化，盡量維持相機(jī)在拍攝過(guò)程中絕對(duì)高度不變。
[0056]相機(jī)先在下側(cè)還是先上側(cè)拍攝不影響最終成果，因此先上側(cè)拍攝也是可以的。
[0057]3)拍攝完成后降落。
[0058]上、下側(cè)拍攝均完成后，旋轉(zhuǎn)臂從豎立狀態(tài)回轉(zhuǎn)約90度，恢復(fù)成為近似水平狀態(tài)，此時(shí)旋翼機(jī)可以使用起落架安全觸地降落。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于該全景拍攝云臺(tái)包括用于固定在無(wú)人多旋翼機(jī)機(jī)身上的扇形固定支架，扇形固定支架的外緣圓周上安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂與扇形固定支架的外緣圓周之間形成軌道移動(dòng)副，扇形固定支架上通過(guò)舵機(jī)安裝架安裝有一個(gè)舵機(jī)，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上同軸安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪，該驅(qū)動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)臂之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副，旋轉(zhuǎn)臂上通過(guò)相機(jī)座安裝有相機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于所述的扇形固定支架的扇形圓心角為180度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)臂之間構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副為摩擦輪驅(qū)動(dòng)副或齒輪驅(qū)動(dòng)副。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臂的兩端各設(shè)置有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂堵頭。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臂上的相機(jī)座為兩個(gè)，兩個(gè)相機(jī)座上各安裝有一個(gè)相機(jī)，兩個(gè)相機(jī)座的一端分別鉸接在旋轉(zhuǎn)臂上，另一端通過(guò)角度微調(diào)螺絲固定在一起構(gòu)成鉸接相機(jī)座。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)臂上與相機(jī)相對(duì)的另一側(cè)安裝有一個(gè)平衡重物。
【專(zhuān)利摘要】一種有限空間內(nèi)無(wú)人機(jī)全景拍攝云臺(tái)，包括用于固定在無(wú)人多旋翼機(jī)機(jī)身上的扇形固定支架，扇形固定支架外緣圓周上安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂，旋轉(zhuǎn)臂與扇形固定支架外緣圓周之間形成軌道移動(dòng)副，扇形固定支架上通過(guò)舵機(jī)安裝架安裝有一個(gè)舵機(jī)，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上同軸安裝有一個(gè)旋轉(zhuǎn)臂驅(qū)動(dòng)輪，該驅(qū)動(dòng)輪與旋轉(zhuǎn)臂之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)副，旋轉(zhuǎn)臂上通過(guò)相機(jī)座安裝有相機(jī)。本實(shí)用新型可同時(shí)滿足：完全無(wú)盲區(qū)拍攝，滿足遺產(chǎn)近距離及有限空間中全景拍攝要求；各個(gè)機(jī)位之間空間重合度好，圖像拼接準(zhǔn)確性高；對(duì)相機(jī)或鏡頭數(shù)量沒(méi)有特別限制；機(jī)身重量輕，體積小，容易實(shí)現(xiàn)有限空間飛行；適用于現(xiàn)有絕大多數(shù)多旋翼機(jī)，得到相同的拍攝效果(在多旋翼機(jī)上普適性強(qiáng)是本方案特點(diǎn))。
【IPC分類(lèi)】G05D3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204650290
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520357300
【發(fā)明人】李哲, 閆宇, 邵浩然, 柴亞隆, 周成傳奇
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日