一種帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及胸戴式穩(wěn)定攝錄技術領域，具體涉及高速云臺的微型化以及與胸戴式攝像頭的結合，成為高度集成的一體化攝錄設備。
【背景技術】
[0002]在現(xiàn)有的胸戴式攝錄設備中，攝像頭的安裝位置和視角都是固定的，隨著人的運動或者身體的晃動，攝錄視角會出現(xiàn)偏差，攝錄畫面也會非常不穩(wěn)定，而且視角也不能人為實時的調節(jié)。對此，現(xiàn)有胸戴式攝錄設備并沒有行之有效的解決方案，只有一些簡單的防抖措施(包括光學防抖和電子防抖)。而可以實時穩(wěn)定姿態(tài)，跟蹤視角，調節(jié)視角的云臺就可以完美的解決這個問題?，F(xiàn)在也有裝有電動云臺的攝錄設備，但都是大型的固定攝像機或者航拍，手持攝像機。而且現(xiàn)有的云臺攝像機大多都只有一個云臺，只用來保持攝像機的姿態(tài)，如果要改變想要保持的姿態(tài)，就要重新設置預設姿態(tài)，非常繁瑣，且不及時?，F(xiàn)有云臺也不能直接裝在小型胸戴式攝錄設備上?；诂F(xiàn)有的胸戴式攝錄設備的諸多缺點，本發(fā)明創(chuàng)造性的把云臺和胸戴攝像頭結合在了一起，并且微型化，高度集成，實現(xiàn)了胸戴式攝錄設備在復雜運動環(huán)境中依舊可以穩(wěn)定攝錄，并且可以人為實時調節(jié)攝像頭俯仰。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種能實時穩(wěn)定姿態(tài)，跟蹤視角，并且可以人為實時調節(jié)攝像頭俯仰的輕便胸戴式攝錄設備，以便攝錄人員能在復雜運動環(huán)境中依舊可以拍攝到高清穩(wěn)定的畫面，并且可以實時選擇視角。
[0004]本發(fā)明可定義為胸戴式云臺攝錄設備，主要包括三大部分:微型化智能云臺，微型化一軸電動云臺，小型攝像頭及胸戴式輔助器件。
[0005]現(xiàn)有的云臺主要用于大型固定攝像機，航拍攝像機和手持攝像機，體積及質量都比較大，而且智能化程度普遍較低，很難適用于復雜運動環(huán)境中的輕便胸戴式攝錄系統(tǒng)?；诖?，本發(fā)明設計了微型化，智能化的可用于胸戴式攝像頭的云臺。微型化智能云臺加裝在攝像頭底座上，主要包括三部分:微型姿態(tài)傳感器，微型MCU以及微型精準步進電機。
[0006]姿態(tài)傳感器是基于MEMS技術的高性能三維運動姿態(tài)測量系統(tǒng)。它包含各種運動傳感器，通過內嵌的微型中央控制器得到三維姿態(tài)與方位等姿態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的姿態(tài)傳感器選用了微型MU九軸傳感器(運動傳感器)，微型低功耗的MPU (中央控制器)，利用特殊的三維算法和數(shù)據(jù)融合技術，實時輸出零漂移三維姿態(tài)與方位數(shù)據(jù)。
[0007]為了能夠人為實時的控制攝像頭的俯仰，本發(fā)明又在攝像頭與底座之間加裝了一個微型一軸電動云臺，可以根據(jù)需要實時調節(jié)此電動云臺的轉動來改變攝像頭的俯仰。而不需要通過改變微型化智能云臺的預設姿態(tài)來使得攝像頭俯仰。
[0008]本發(fā)明選用微型MCU作為中央控制器，主要有兩大功能:(I)通過對姿態(tài)傳感器的攝像頭底座姿態(tài)數(shù)據(jù)進行分析處理，來控制微型化智能云臺步進電機的轉動，矯正攝像頭底座的姿態(tài)。(2)接受攝像頭俯仰指令信號，分析處理，來控制微型化一軸電動云臺的轉動，改變攝像頭的俯仰。
[0009]現(xiàn)有云臺上的步進電機都比較大，不適用于輕便胸戴式攝錄系統(tǒng)?；诖吮景l(fā)明設計了微型精準步進電機。這種微型電機體積小，重量輕，精度高，反應迅速，可以滿足復雜運動環(huán)境中對頭戴攝像頭的快速姿態(tài)調節(jié)。
[0010]本發(fā)明選用的胸戴攝像頭是一款小型并且可以高清攝錄的攝像頭，胸戴式輔助器件包括攝像頭安裝底座及周邊，提供支撐的眼鏡框架或輕便型頭盔。
[0011]本發(fā)明具體方案如下；
[0012]方案1，一種帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)，其特征在于:包括微型化智能云臺，微型化一軸電動云臺，小型攝像頭，攝像頭底座及胸戴式輔助器件，所述小型攝像頭與所述微型化一軸電動云臺連接，所述小型攝像頭與微型一軸電動云臺一起被固定到攝像頭底座，所述攝像頭底座連接到所述微型智能云臺的一面，微型化智能云臺的另一面連接胸戴式輔助器件。
[0013]方案2、根據(jù)方案I所述的帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)，其特征在于:所述小型攝像頭具有俯仰信號接收器，所述小型攝像頭底座具有姿態(tài)傳感器，所述微型化一軸電動云臺具有微型化一軸電動云臺電機，所述微型化智能云臺具有微型化智能電機，所述一軸電動云臺用于調節(jié)小型攝像頭的俯仰，所述微型化智能云臺用于調節(jié)小型攝像頭底座的姿態(tài)和方位，進而調節(jié)攝像頭的姿態(tài)和方位。
[0014]方案3、根據(jù)方案2所述的帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)，其特征在于:所述姿態(tài)傳感器為IMU九軸傳感器，其包括3軸加速度計，3軸陀螺儀及3軸磁力計，九軸傳感器分別感測加速度、角速度和磁場強度，感測信號輸入到自身的MPU進行運算，之后輸出小型攝像頭底座的三維姿態(tài)和方位數(shù)據(jù)。
[0015]方案4、根據(jù)方案2所述的帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括中央控制器MCU，所述中央控制器MCU用于接收小型攝像頭俯仰信號接收器傳來的小型攝像頭俯仰指令信號和姿態(tài)傳感器輸出的小型攝像頭底座的姿態(tài)方位信號，并控制所述微型化一軸電動云臺電機和微型化智能電機的動作。
[0016]方案5、一種用于控制方案1-3任一項所述的帶雙云臺的胸戴式攝錄系統(tǒng)的方法，其特征在于:
[0017]預設小型攝像頭底座姿態(tài)，姿態(tài)傳感器獲取姿態(tài)方位數(shù)據(jù)并傳送給中央控制器MCU,中央控制器獲取運算并存儲預設值；
[0018]進入工作中，姿態(tài)傳感器獲取小型攝像頭底座姿態(tài)，中央控制器MCU與預設姿態(tài)作對比，看兩者是否相符，如果相符不執(zhí)行調節(jié)，如果不相符，中央控制器MCU運算分析輸出控制信號，控制微型智能電機轉動，矯正小型攝像頭底座姿態(tài)、方位；
[0019]對于小型攝像頭俯仰的調節(jié)，小型攝像頭俯仰信號接收器發(fā)出俯仰指令，中央控制器MCU接受指令并分析運算，發(fā)出電機控制指令，微型一軸電動云臺電機收到指令驅動小型攝像頭俯仰改變。
[0020]除了上述所述描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其他目的、特征和優(yōu)點。下面將參照附圖，對本發(fā)明的最優(yōu)實施方式進行說明。
【附圖說明】
[0021]圖1本發(fā)明結構框圖；
[0022]圖2本發(fā)明系統(tǒng)整體功能流程框圖；
[0023]圖3本發(fā)明微型姿態(tài)傳感器；
[0024]圖4本發(fā)明預設模式流程圖；
[0025]圖5本發(fā)明攝像