一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，包括俯仰穩(wěn)定軸系、橫滾穩(wěn)定軸系、航向穩(wěn)定軸系和影像組件，俯仰穩(wěn)定軸系包括俯仰框架、俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)、俯仰角度傳感器、俯仰支撐軸承、俯仰軸和姿態(tài)傳感器，橫滾穩(wěn)定軸系包括橫滾框架、橫滾驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫滾角度傳感器、橫滾支撐軸承和橫滾軸，航向穩(wěn)定軸系包括航向軸承、航向內(nèi)框架、航向外框架和航向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，影像組件包括連接板、高精度姿態(tài)傳感器、密封鏡筒、超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)、高清電視攝像機(jī)和陀螺傳感器；本發(fā)明體積小、重量輕，拍攝的照片清晰、無(wú)扭曲、無(wú)旋轉(zhuǎn)，特別適用于軍用和/或民用機(jī)載環(huán)境下垂直向下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)繪、搜索、拍照、錄像等。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于光電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]由于資源勘探、交通規(guī)劃、地質(zhì)分析、軍事測(cè)繪等需要，通常需要對(duì)某一區(qū)域或范圍內(nèi)的地形地貌進(jìn)行直觀的拍照，通過(guò)技術(shù)處理后形成區(qū)域全貌，一般采用在載機(jī)平臺(tái)上架設(shè)照相機(jī)或攝像機(jī)的方法進(jìn)行拍照。該方法一般采用的照相機(jī)或攝像機(jī)分辨率不高，不適合對(duì)圖像質(zhì)量要求高的場(chǎng)合。而采用高分辨率照相機(jī)或攝像機(jī)時(shí)，由于在拍攝時(shí)載機(jī)平臺(tái)的振動(dòng)、載機(jī)俯仰、橫滾、偏航等因素影響，所拍攝的照片往往產(chǎn)生模糊、扭曲、旋轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，影響拍攝效果，增加后期處理難度，甚至難以使用，不便于后期大面積圖片拼接。如何克服上述影響因素，成為需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的不足，提供一種體積小、重量輕，確保拍攝的照片清晰、無(wú)扭曲、無(wú)旋轉(zhuǎn)的輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，包括俯仰穩(wěn)定軸系、橫滾穩(wěn)定軸系、航向穩(wěn)定軸系以及影像組件，所述的俯仰穩(wěn)定軸系包括固定在載機(jī)平臺(tái)上的俯仰框架以及安裝在俯仰框架上的俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)、俯仰角度傳感器、俯仰支撐軸承和姿態(tài)傳感器，俯仰支撐軸承內(nèi)安裝有俯仰軸，所述的橫滾穩(wěn)定軸系包括安裝在俯仰軸上的橫滾框架以及安裝在橫滾框架上的橫滾驅(qū)動(dòng)電機(jī)、橫滾角度傳感器和橫滾支撐軸承，橫滾支撐軸承內(nèi)安裝有橫滾軸，所述的航向穩(wěn)定軸系包括安裝在橫滾軸上的航向外框架以及安裝在航向外框架上的航向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，還包括航向軸承以及固定連接在航向軸承內(nèi)圈上的航向內(nèi)框架，航向軸承外圈與航向外框架固定連接，所述的影像組件包括固定安裝在航向內(nèi)框架上的連接板以及安裝在連接板上部的高精度姿態(tài)傳感器和安裝在連接板下部的密封鏡筒，密封鏡筒內(nèi)安裝有超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)、高清電視攝像機(jī)和陀螺傳感器。
[0005]所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其俯仰穩(wěn)定軸系、橫滾穩(wěn)定軸系、航向穩(wěn)定軸系和影像組件的重心處于同一水平面上，呈內(nèi)外嵌套的扁平結(jié)構(gòu)。
[0006]所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其俯仰框架為中空的多邊形結(jié)構(gòu)。
[0007]所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其影像組件通過(guò)螺紋連接在航向內(nèi)框架上。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:1、采用自主穩(wěn)定技術(shù)，無(wú)須采用載機(jī)姿態(tài)信息，能實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)線(xiàn)自主穩(wěn)定；2、采用可更換式傳感器安裝方式，可根據(jù)需要快捷更換不同類(lèi)型傳感器或傳感器組合；3、裝置整體重量不超過(guò)30公斤，水平面尺寸不大于460X520毫米，適合安裝于多種有人或無(wú)人機(jī)平臺(tái)；4、采用影像傳感器與高精度姿態(tài)傳感器固聯(lián)技術(shù)，可在采集每一幅影像的同時(shí)同步記錄影像傳感器的姿態(tài)信息，以便后期對(duì)影像進(jìn)行校正處理，影像組件獨(dú)立密封，與航向內(nèi)框架連接簡(jiǎn)單，更換方便；5、采用三軸穩(wěn)定平臺(tái)，配以高清電視攝像機(jī)和超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)，具有抗載機(jī)平臺(tái)振動(dòng)、載機(jī)平臺(tái)本身晃動(dòng)、偏航能力，確保拍攝的照片清晰、無(wú)扭曲、無(wú)旋轉(zhuǎn)，方便后期大面積圖片拼接。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明的俯視圖；
圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0010]各附圖標(biāo)記為:1一俯仰穩(wěn)定軸系，1.1一俯仰框架，1.2一俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)，1.3一俯仰角度傳感器，1.4一俯仰支撐軸承，1.5—姿態(tài)傳感器，1.6—俯仰軸，2—橫滾穩(wěn)定軸系，2.1一橫滾框架,2.2一橫滾驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2.3一橫滾角度傳感器，2.4一橫滾支撐軸承，2.5一橫滾軸，3—航向穩(wěn)定軸系，3.1一航向外框架，3.2一航向軸承，3.3一航向內(nèi)框架,3.4一航向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，4一影像組件，4.1一連接板，4.2一聞精度姿態(tài)傳感器，4.3一密封鏡筒，4.4一超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)，4.5—高清電視攝像機(jī)，4.6—陀螺傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]參照?qǐng)D1、圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，包括俯仰穩(wěn)定軸系1、橫滾穩(wěn)定軸系2、航向穩(wěn)定軸系3以及影像組件4,俯仰穩(wěn)定軸系1、橫滾穩(wěn)定軸系
2、航向穩(wěn)定軸系3和影像組件4的重心處于同一水平面上，呈內(nèi)外嵌套的扁平結(jié)構(gòu)，所述的俯仰穩(wěn)定軸系I用于對(duì)本裝置在俯仰方向進(jìn)行穩(wěn)定，它包括固定在載機(jī)平臺(tái)上的俯仰框架1.1以及安裝在俯仰框架1.1上的俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)1.2、俯仰角度傳感器1.3、俯仰支撐軸承1.4和姿態(tài)傳感器1.5，俯仰框架1.1為中空的多邊形結(jié)構(gòu)，俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)1.2用于驅(qū)動(dòng)俯仰穩(wěn)定軸系I轉(zhuǎn)動(dòng)，姿態(tài)傳感器1.5用于感應(yīng)本裝置或載機(jī)平臺(tái)的當(dāng)前姿態(tài)，俯仰支撐軸承1.4內(nèi)安裝有俯仰軸1.6，所述的橫滾穩(wěn)定軸系2包括安裝在俯仰軸1.6上的橫滾框架
2.1以及安裝在橫滾框架2.1上的橫滾驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.2、橫滾角度傳感器2.3和橫滾支撐軸承
2.4，用于對(duì)本裝置在橫滾方向進(jìn)行穩(wěn)定，橫滾支撐軸承2.4內(nèi)安裝有橫滾軸2.5，所述的航向穩(wěn)定軸系3包括安裝在橫滾軸2.5上的航向外框架3.1以及安裝在航向外框架3.1上的航向驅(qū)動(dòng)電機(jī)3.4，還包括航向軸承3.2以及固定連接在航向軸承3.2內(nèi)圈上的航向內(nèi)框架
3.3，航向軸承3.2外圈與航向外框架3.1固定連接，用于對(duì)本裝置在航向方向進(jìn)行穩(wěn)定，所述的影像組件4通過(guò)螺紋連接在航向內(nèi)框架3.3上，具體而言，影像組件4包括固定安裝在航向內(nèi)框架3.3上的連接板4.1以及安裝在連接板4.1上部的高精度姿態(tài)傳感器4.2和安裝在連接板4.1下部的密封鏡筒4.3，影像組件4通過(guò)連接板4.1與航向內(nèi)框架3.3連接，連接板4.1通過(guò)螺紋連接在航向內(nèi)框架3.3上，這樣拆卸方便，密封鏡筒4.3內(nèi)安裝有超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)4.4、高清電視攝像機(jī)4.5和陀螺傳感器4.6，用于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖片、圖像的采集以及實(shí)時(shí)記錄數(shù)碼照相機(jī)當(dāng)前的姿態(tài)信息，影像傳感器與高精度姿態(tài)傳感器固聯(lián)，影像與高精度姿態(tài)信息同步采集，便于后期根據(jù)姿態(tài)信息進(jìn)行圖片處理。
[0013]使用時(shí)，本發(fā)明通過(guò)載機(jī)平臺(tái)供電，安裝在密封鏡筒4.3內(nèi)的陀螺傳感器4.6敏感出載機(jī)平臺(tái)俯仰角度和橫滾角度，安裝在俯仰框架1.1上的姿態(tài)傳感器1.5敏感出載機(jī)飛行的航向姿態(tài)，并將上述數(shù)據(jù)輸出到管理終端，管理終端分別向俯仰穩(wěn)定軸系1、橫滾穩(wěn)定軸系2和航向穩(wěn)定軸系3的驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)動(dòng)指令，使得載機(jī)平臺(tái)飛行過(guò)程中影像組件4相對(duì)特定參照系始終保持一定姿態(tài)。
[0014]影像組件4中的高清電視攝像機(jī)4.5將拍攝的視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)浇K端，以便人工監(jiān)視，超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)4.4連續(xù)拍攝的照片以及高精度姿態(tài)傳感器4.2的姿態(tài)信息同步實(shí)時(shí)傳輸?shù)接涗浵到y(tǒng)。
[0015]飛行任務(wù)完成后，備份出上述的照片和高精度姿態(tài)信息，通過(guò)后期處理，拼接成區(qū)域大面積圖片。
[0016]當(dāng)需要更換不同的影像組件4時(shí)，只要松開(kāi)影像組件4的連接板4.1與航向內(nèi)框架3.3之間的螺釘，將影像組件4從航向內(nèi)框架3.3中抽出即可。
[0017]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運(yùn)用的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其特征在于:包括俯仰穩(wěn)定軸系(I)、橫滾穩(wěn)定軸系(2)、航向穩(wěn)定軸系(3)以及影像組件(4)，所述的俯仰穩(wěn)定軸系(I)包括固定在載機(jī)平臺(tái)上的俯仰框架(1.1)以及安裝在俯仰框架(1.1)上的俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1.2)、俯仰角度傳感器(1.3)、俯仰支撐軸承(1.4)和姿態(tài)傳感器(1.5)，俯仰支撐軸承(1.4)內(nèi)安裝有俯仰軸(1.6)，所述的橫滾穩(wěn)定軸系(2)包括安裝在俯仰軸(1.6)上的橫滾框架(2.1)以及安裝在橫滾框架(2.1)上的橫滾驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2.2)、橫滾角度傳感器(2.3)和橫滾支撐軸承(2.4)，橫滾支撐軸承(2.4)內(nèi)安裝有橫滾軸(2.5)，所述的航向穩(wěn)定軸系(3)包括安裝在橫滾軸(2.5)上的航向外框架(3.1)以及安裝在航向外框架(3.1)上的航向驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3.4)，還包括航向軸承(3.2)以及固定連接在航向軸承(3.2)內(nèi)圈上的航向內(nèi)框架(3.3)，航向軸承(3.2)外圈與航向外框架(3.1)固定連接，所述的影像組件(4)包括固定安裝在航向內(nèi)框架(3.3)上的連接板(4.1)以及安裝在連接板(4.1)上部的高精度姿態(tài)傳感器(4.2)和安裝在連接板(4.1)下部的密封鏡筒(4.3)，密封鏡筒(4.3)內(nèi)安裝有超高分辨率數(shù)碼照相機(jī)(4.4)、高清電視攝像機(jī)(4.5)和陀螺傳感器(4.6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其特征在于，所述的俯仰穩(wěn)定軸系(I)、橫滾穩(wěn)定軸系(2)、航向穩(wěn)定軸系(3)和影像組件(4)的重心處于同一水平面上，呈內(nèi)外嵌套的扁平結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其特征在于，所述的俯仰框架(1.0為中空的多邊形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種輕型機(jī)載三軸穩(wěn)定影像裝置，其特征在于，所述的影像組件(4)通過(guò)螺紋連接在航向內(nèi)框架(3.3)上。
【文檔編號(hào)】B64D47/08GK104168460SQ201410417459
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月24日
【發(fā)明者】艾宏山, 王波, 李平, 張建民, 袁紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:武漢華中天經(jīng)光電系統(tǒng)有限公司