一種無人機飛行控制及拍攝裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無人機飛行控制及拍攝裝置。該裝置包括電調(diào)單元、拍攝單元和電池單元，還包括集成單元和電源管理芯片，所述拍攝單元、電調(diào)單元和電源管理芯片分別和所述集成單元連接，所述電池單元連接所述電源管理芯片為所述集成單元供電，所述集成單元用于發(fā)送控制信號至所述電調(diào)單元以控制無人機飛行，同時對所述拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。本實用新型提供的無人機飛行控制及拍攝裝置，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時穩(wěn)像效率高，穩(wěn)像效果良好。
【專利說明】
一種無人機飛行控制及拍攝裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及無人機技術(shù)，尤其涉及一種無人機飛行控制及拍攝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無人機是無人駕駛飛機的簡稱，目前在航拍、農(nóng)業(yè)植保、測繪等多個領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。隨著無人機技術(shù)的不斷成熟，其體積逐漸變小，重量也越來越輕，同時性能較之前更加完善。
[0003]現(xiàn)有的無人機飛行控制及拍攝裝置如圖1所示，包括飛控單元、云臺控制單元、拍攝單元、圖像中繼單元、電調(diào)單元、電池單元和供電電路。其中飛控單元連接電調(diào)單元以控制無人機飛行。拍攝單元用于獲取圖像信息，云臺控制單元用于控制云臺以確保拍攝單元獲取的圖像盡量穩(wěn)定。圖像中繼單元用于將拍攝單元獲取的圖像信息發(fā)送出去。電池單元經(jīng)供電電路為裝置的其它單元供電。
[0004]上述方案中，使用云臺對拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像，穩(wěn)像效果較差。由于云臺的使用使得無人機整體體積增大重量增加，不利于飛行控制也不便于攜帶。同時，通過供電電路為各單元供電加大了飛控板的面積使得無人機整體體積進一步增大且供電不穩(wěn)定。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供的無人機飛行控制及拍攝裝置，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時穩(wěn)像效率高，穩(wěn)像效果良好。
[0006]本實用新型實施例提供了一種無人機飛行控制及拍攝裝置，包括電調(diào)單元、拍攝單元和電池單元，還包括集成單元和電源管理芯片，所述拍攝單元、電調(diào)單元和電源管理芯片分別和所述集成單元連接，所述電池單元連接所述電源管理芯片為所述集成單元供電，所述集成單元用于發(fā)送控制信號至所述電調(diào)單元以控制無人機飛行，同時對所述拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。
[0007]本實用新型將拍攝單元、電調(diào)單元和電源管理芯片分別和集成單元連接，通過電池單元連接電源管理芯片為集成單元供電，集成單元用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元以控制無人機飛行，同時對拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。本方案中不需要使用體積大重量重的云臺進行穩(wěn)像，也不需要使用占板面積大的供電電路實現(xiàn)供電功能，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時穩(wěn)像效率高，穩(wěn)像效果良好。
【附圖說明】
[0008]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是本實用新型實施例一提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3是本實用新型實施例二提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4是本實用新型實施例三提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖5是本實用新型實施例四提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6是本實用新型實施例四提供的LC1860C控制芯片連接關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，而非對本實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本實用新型相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0015]實施例一
[0016]圖2為本實用新型實施例一提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括電調(diào)單元1、拍攝單元2、電池單元3、集成單元4和電源管理芯片5，拍攝單元2、電調(diào)單元I和電源管理芯片5分別和集成單元4連接，電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。
[0017]和圖1不同之處在于，本實施例提供的方案中，集成單元4同時具備了圖1中飛控單元和云臺控制單元的功能，即該集成單元4一方面發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時通過預(yù)先寫入的控制算法對拍攝單元2獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。圖1中的方案采用云臺控制單元對拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像，通過飛控單元控制無人機的飛行。云臺自身為交流電機或直流電機組成的安裝平臺，在云臺控制單元的控制下可水平及垂直運動，通過云臺的運動可以達(dá)到穩(wěn)像的效果。
[0018]本方案和圖1中現(xiàn)有技術(shù)方案的另一點不同在于，本方案通過電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，而非采用電池單元連接供電電路進行供電的方式，整個電路板各個器件通過電源管理芯片5的管理進行供電?，F(xiàn)有技術(shù)中的供電電路通常采用多個BUCK電路(降壓式變換電路)單元及多個LDO電路(低壓差線性穩(wěn)壓器)單元，供電不穩(wěn)定且需要占用很大的電路板面積。
[0019]本方案中，電調(diào)單元I連接電機，根據(jù)集成單元4發(fā)出的控制信號驅(qū)動電機以控制無人機的飛行;拍攝單元2可以為攝像機。
[0020]本方案將電調(diào)單元1、拍攝單元2和電源管理芯片5分別和集成單元4連接，通過電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。本方案中不需要使用體積大重量重的云臺進行穩(wěn)像，也不需要使用占板面積大的供電電路實現(xiàn)供電功能，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時穩(wěn)像效率高，穩(wěn)像效果良好。
[0021]在上述方案中優(yōu)選的是，集成單元4還用于對拍攝單元2獲取的圖像采取ISP(Image Signal Processing)處理、編解碼處理、跟蹤處理和光流處理中至少一種處理方式進行圖像處理。
[0022]其中，ISP處理主要用來對拍攝單元2中傳感器輸出的信號進行處理，以匹配不同廠商的圖像傳感器，具體實現(xiàn)高清畫面的高性能圖像處理及動態(tài)畫面/靜止畫面的防抖動處理;編解碼處理為現(xiàn)有相機中大多集成的功能，編解碼處理包括將拍攝單元2獲取的信號或數(shù)據(jù)流進行編碼以便于傳輸、存儲和圖像加密;對圖像進行跟蹤處理指利用圖像跟蹤技術(shù)，通過圖像識別的方式進行跟蹤和拍攝，圖像識別為集成單元4對拍攝單元2拍攝到的圖像進行圖像差分及聚類運算以識別目標(biāo)物體的位置，通過集成單元4控制拍攝單元2對該物體進行跟蹤;光流處理為利用預(yù)先寫入集成單元4中的光流算法對拍攝單元2獲取的圖像進行處理，主要包括基于匹配的算法、基于頻域的算法和基于梯度的算法三大類。
[0023]實施例二
[0024]圖3為本實用新型實施例二提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括電調(diào)單元1、拍攝單元2、電池單元3、集成單元4和電源管理芯片5，拍攝單元2、電調(diào)單元I和電源管理芯片5分別和集成單元4連接，電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行圖像處理。
[0025]和實施例一公開的方案不同，本實施例提供的技術(shù)方案中進一步包括一無線傳輸單元6，該無線傳輸單元6和集成單元4連接，用于實時發(fā)送集成單元4處理完畢的圖像信息至終端設(shè)備。現(xiàn)有方案如圖1所示采用一圖像中繼單元進行圖像信息傳輸，所傳輸?shù)膱D像僅經(jīng)過云臺控制單元進行穩(wěn)像，而本方案中無線傳輸單元6和集成單元4連接，集成單元4對拍攝單元2獲取的圖像進行圖像處理，除進行穩(wěn)像外還進行如實施例一種提到的ISP處理、編解碼處理、跟蹤處理和光流處理等，故經(jīng)無線傳輸單元6發(fā)送的圖像信息已經(jīng)過圖像處理，可直接顯示在接收端終端設(shè)備中。
[0026]在上述方案中優(yōu)選的是，終端設(shè)備包括智能手機、平板電腦、筆記本和臺式機中至少一種。
[0027]本方案將電調(diào)單元1、拍攝單元2和電源管理芯片5分別和集成單元4連接，通過電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行圖像處理并通過無線傳輸單元6發(fā)送至地面接收終端設(shè)備中。本方案中不需要使用體積大重量重的云臺進行穩(wěn)像，也不需要使用占板面積大的供電電路實現(xiàn)供電功能，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時將圖像處理完畢的圖像內(nèi)容發(fā)送至終端設(shè)備。
[0028]實施例三
[0029]圖4是本實用新型實施例三提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括電調(diào)單元1、拍攝單元2、電池單元3、集成單元4、電源管理芯片5和無線傳輸單元6，拍攝單元2、電調(diào)單元1、電源管理芯片5和無線傳輸單元6分別和集成單元4連接，電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。
[0030]和實施例二的區(qū)別在于，本實施例提供的技術(shù)方案中該無人機飛行控制及拍攝裝置進一步包括傳感單元7，該傳感單元7和集成單元4連接。傳感單元7可包含多種傳感設(shè)備，如壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，通過傳感器獲取相應(yīng)的傳感數(shù)據(jù)值后發(fā)送至集成單元4，集成單元4接收到傳感單元7發(fā)送的傳感數(shù)據(jù)值后可進行數(shù)據(jù)處理，將處理完畢的傳感數(shù)據(jù)值通過無線傳輸單元6發(fā)送出去。該傳感單元7也可集成在拍攝單元2中。
[0031]本方案將電調(diào)單元1、拍攝單元2、電源管理芯片5、無線傳輸單元6和傳感單元7分別和集成單元4連接，通過電池單元3連接電源管理芯片5為集成單元4供電，集成單元4用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，對拍攝單元2獲取的圖像及傳感單元7獲取的傳感數(shù)據(jù)進行處理，將處理完畢的信息通過無線傳輸單元6發(fā)送出去。本方案中不需要使用體積大重量重的云臺進行穩(wěn)像，也不需要使用占板面積大的供電電路實現(xiàn)供電功能，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，集成單元4兼具控制無人機飛行、處理圖像數(shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)的功能。
[0032]實施例四
[0033]圖5為本實用新型實施例四提供的無人機飛行控制及拍攝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括電調(diào)單元1、拍攝單元2、電池單元3、LC1860C控制芯片41和LC1160電源芯片51，拍攝單元2、電調(diào)單元I和LC1160電源芯片51分別和LC1860C控制芯片41連接，電池單元3連接LC1160電源芯片51為LC1860C控制芯片41供電，LC1860C控制芯片41用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行圖像處理。
[0034]本實施提供的技術(shù)方案中，電源管理芯片選用LC1160電源芯片。LC1160電源芯片負(fù)責(zé)電能的變換、分配、檢測及其它電能管理職責(zé)。主要用于識別供電幅值并產(chǎn)生相應(yīng)的短矩波，推動后級電路進行功率輸出。其它可選的電源管理芯片的型號還包括HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168、KA7500、TL494等。
[0035]無人機的飛控電路板中均接有電源，但不同的功能單元對電源的要求不同。由于無人機逐漸小型化，飛控電路板內(nèi)部電場強度隨距離的減小而線性增加，若電源電壓固定，產(chǎn)生的電場強度將會把芯片擊穿。此時需要不同的降壓型電源。又如，許多功能單元需要高于供電電壓的電源，如無人機的顯示面板和驅(qū)動單元等，都需要對電池單元提供的電壓做升壓處理，需要使用升壓型開關(guān)電源。LC1160電源芯片對飛控電路板中各個元器件需要的不同電源進行統(tǒng)一控制分配，由于芯片尺寸很小故極大提高了電路密度，避免了使用多個BUCK和LDO電路。與此同時，無人機作為科技含量極高的產(chǎn)品，對電源供電的穩(wěn)定性要求也極高，電源上的微小干擾都將對飛控電路板上的各個元器件的性能產(chǎn)生影響，需要進行穩(wěn)壓、濾波等處理。本實施例提供的技術(shù)方案中，通過使用LC1160電源芯片，結(jié)合極少的外圍元件，即可實現(xiàn)無人機飛控電路板中各個元件的穩(wěn)定供電。
[0036]本實施提供的技術(shù)方案中，集成單元選用芯片LC1860C控制芯片，具體芯片連接關(guān)系如圖6所示。圖6是本實用新型實施例三提供的LC1860C控制芯片連接關(guān)系示意圖。
[0037]LC1860C控制芯片通過UARTO串口和4個電調(diào)單元連接，供電電壓為1.SV13UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)為通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線為雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。本方案中，UARTO用于提供LC1860C控制芯片和4個電調(diào)單元通信。
[0038]進一步的，LC1860C控制芯片通過I2C3總線和MIPI接口與拍攝單元連接，供電電壓為1.8V012C( Inter — Integrated Circuit)總線為兩線式串行總線，用于連接LC1860C芯片及拍攝單元。I2C總線為同步通信的一種特殊形式，接口線少，控制方式簡單，器件封裝形式小，通信速率高。I2C總線通過串行數(shù)據(jù)(SDA)線和串行時鐘(SCL)線在連接到總線的器件間傳遞信息。每個器件都有一個唯一的地址識別且都可以作為一個發(fā)送器或接收器。
[0039]MIPI(Mobile Industry Processor Interface)即移動產(chǎn)業(yè)處理器接口，是MIPI聯(lián)盟發(fā)起的為移動應(yīng)用處理器制定的開放標(biāo)準(zhǔn)。
[0040]進一步的，LC1860C控制芯片通過SD101(SecureDigital Input and Output安全數(shù)字輸入輸出)接口和無線傳輸單元連接，供電電壓為1.8V。無線傳輸單元采用BCM4334芯片。
[0041]進一步的，電池單元的供電電壓為4V，通過電源管理芯片LC1160電源芯片連接LC1860C控制芯片。LCl 160電源芯片產(chǎn)生5個BUCK電源和18個LDO電源給整個無人機裝置供電，同時連接ADC(電壓采樣)。
[0042]進一步的，LC1860C控制芯片同時提供3.3V供電電壓和1.8V供電電壓兩種不同類型的通用輸入輸出接口。
[0043]進一步的，LC1860C控制芯片分別和GPS(Global Posit1ning System全球定位系統(tǒng))模塊及超聲波模塊通過UARTl和UART2相連，供電電壓均為1.8V。
[0044]進一步的，LC1860C控制芯片和打印串口通過C0MUART連接。
[0045]進一步的，LC1860C控制芯片和備用電調(diào)單元通過I2C0連接，供電電壓為1.8V。
[0046]進一步的，LC1860C控制芯片預(yù)留一保留端口，通過I2C1總線連接，供電電壓為1.8Vo
[0047]進一步的，LC1860C控制芯片通過SS1和陀螺儀連接，供電電壓為3.3V，陀螺儀型號為 MPU6500。
[0048]進一步的，LC1860C控制芯片通過模擬I2C和氣壓計連接，供電電壓為3.3V，氣壓計型號為MS5611。
[0049]進一步的，LC1860C控制芯片和USB接口相連。
[0050]進一步的，LC1860C控制芯片和USB芯片互聯(lián)接口連接，供電電壓為1.2V。
[0051 ] 進一步的，LC1860C控制芯片通過SD10和SD存儲卡連接，供電電壓為3V。
[0052]進一步的，LC1860C控制芯片和eNANDLPDDR3(存儲芯片)連接。
[0053]進一步的，LC1860C控制芯片和開關(guān)按鍵連接。
[0054]本方案將電調(diào)單元1、拍攝單元2和LCl 160電源芯片51分別和LC1860C控制芯片41連接，通過電池單元3連接LC1160電源芯片(51)為LC1860C控制芯片41供電，LC1860C控制芯片41用于發(fā)送控制信號至電調(diào)單元I以控制無人機飛行，同時對拍攝單元2獲取的圖像進行圖像處理并通過無線傳輸單元6發(fā)送至地面接收終端設(shè)備中。本方案中不需要使用體積大重量重的云臺進行穩(wěn)像，也不需要使用占板面積大的供電電路實現(xiàn)供電功能，使得無人機的體積縮小，重量減輕，供電穩(wěn)定，同時將圖像處理完畢的圖像內(nèi)容發(fā)送至終端設(shè)備。
[0055]注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細(xì)的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項】
1.一種無人機飛行控制及拍攝裝置，包括電調(diào)單元、拍攝單元和電池單元，其特征在于，還包括集成單元和電源管理芯片，所述拍攝單元、電調(diào)單元和電源管理芯片分別和所述集成單元連接，所述電池單元連接所述電源管理芯片為所述集成單元供電，所述集成單元用于發(fā)送控制信號至所述電調(diào)單元以控制無人機飛行，同時對所述拍攝單元獲取的圖像進行穩(wěn)像處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述集成單元還用于對所述拍攝單元獲取的圖像采取ISP處理、編解碼處理、跟蹤處理和光流處理中至少一種處理方式進行圖像處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述裝置還包括無線傳輸單元，所述無線傳輸單元和所述集成單元連接，用于實時發(fā)送所述集成單元處理完畢的圖像信息至終端設(shè)備。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述終端設(shè)備包括智能手機、平板電腦、筆記本和臺式機中至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述電調(diào)單元和電機連接，用于驅(qū)動無人機飛行。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述電源管理芯片包括LCl 160電源芯片。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述集成單元的芯片包括LC1860C控制芯片。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片通過UART串口和4個所述電調(diào)單元連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片的MIPI接口通過I2C總線和所述拍攝單元連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機飛行控制及拍攝裝置，其特征在于，所述LC1860C控制芯片通過SD1接口和無線傳輸單元連接。
【文檔編號】H04N7/18GK205450783SQ201620008758
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月5日
【發(fā)明人】楊建軍, 王浩, 李軍
【申請人】零度智控（北京）智能科技有限公司