摄影装置及其姿态控制方法以及无人驾驶飞行器与流程

本公开涉及安装在无人驾驶飞行器(在下文也可称为，无人飞行器)上的摄影装置、具有该摄影装置的无人飞行器、以及控制该摄影装置的姿态的方法。

背景技术：

飞行器的示例包括由用户登机并控制的有人驾驶飞行器和被外部源控制或被自动控制而不用用户登机的无人驾驶飞行器。

由于近来先进的算法、超精密的传感器和网络通讯技术的房展，无人驾驶飞行器的性能正在改善，并且使用无人驾驶飞行器的领域的数目在不断增加。

无人驾驶飞行器可以包括摄影装置并能够捕获用户无法到达的地方的图像。近来，通过无人驾驶飞行器捕获高清晰度图像的装置和方法的使用已经增加。然而，由包括在无人驾驶飞行器的摄影装置拍摄的照片可能具有不适当的摄影姿态。因此，对于在采用无人驾驶飞行器捕获图像时校正摄影装置的摄影姿态的设备和方法存在需求。

以上的信息仅作为背景信息给出以帮助理解本公开。关于是否上面的任何信息可用作相对于本公开的现有技术，还没有做出决定，并且没有确定。

技术实现要素：

本公开的各方面至少解决以上提及的问题和/或缺点并至少提供下面描述的优点。因此，本公开的一个方面用于提供一种能够校正摄影姿态的摄影装置、具有该摄影装置的无人驾驶飞行器、以及用于该摄影装置的姿态控制方法。

根据本公开的一个方面，提供一种摄影装置。该摄影装置包括：摄影单元，包括摄影传感器和配置为使图像光聚焦到摄影传感器上的镜头单元；第一驱动器，配置为驱动摄影传感器以执行关于第一轴的第一旋转，该第一轴 与镜头单元的光轴一致。

摄影装置还可以包括第二驱动器，该第二驱动器配置为驱动摄影单元和第一驱动器以进行关于第二轴的第二旋转，该第二轴垂直于第一轴。

摄影装置还可以包括基座，并且摄影单元可以被基座支撑以关于第二轴旋转。

第二驱动器可以被基座支撑。

摄影装置还可以包括配置为检测摄影传感器关于第一轴的旋转量的第一位置检测传感器和配置为检测摄影单元和第一驱动单元关于第二轴的旋转量的第二位置检测传感器。

摄影装置还可以包括摄影装置控制器，该摄影装置控制器配置为基于摄影装置的姿态信息控制第一驱动器和第二驱动器以进行第一旋转和第二旋转。

摄影单元还可以包括配置为接收镜头单元的镜头固定器和配置为接收摄影传感器并关于第一轴旋转的摄影传感器固定器。第一驱动器可以被镜头固定器支撑。

镜头单元可以包括第一镜头单元和第二镜头单元，并且摄影单元还可以包括配置为接收第一镜头单元的镜头固定器和配置为接收第二镜头单元和摄影传感器的摄影传感器固定器。第一驱动器可以被镜头固定器支撑。

第一驱动器可以包括检测其驱动量的动力器件。

根据本公开的另一个方面，提供一种无人驾驶飞行器。该无人驾驶飞行器包括飞行主体和安装在飞行主体上的上述摄影装置。

根据本公开的另一个方面，提供一种控制摄影装置的姿态的方法。该方法包括：通过采用安装在无人驾驶飞行器上的摄影装置捕获图像，该摄影装置包括镜头单元和摄影传感器，由镜头单元透射的图像光被聚焦在摄影传感器上；检测无人驾驶飞行器的姿态信息；以及基于无人驾驶飞行器的姿态信息驱动摄影传感器以进行关于第一轴的第一旋转，该第一轴与镜头单元的光轴一致。

该方法还可以包括：基于无人驾驶飞行器的姿态信息驱动镜头单元和摄影传感器以进行关于第二轴的第二旋转，该第二轴垂直于第一轴。

该方法还可以包括：从外部源接收摄影角度控制信号。

从以下结合附图的公开本公开的各种实施方式的详细描述，本公开的其 它的方面、优点和突出的特征对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

从以下结合附图的描述，本公开的某些实施方式的以上和其它的方面、特征和优点将更加明显，附图中：

图1是根据本公开的实施方式的无人驾驶飞行器的透视图；

图2是根据本公开的实施方式的配备有姿态校正功能的摄影装置的示意性透视图；

图3是根据本公开的实施方式的无人驾驶飞行器和摄影装置的示意性方框图；

图4是根据本公开的实施方式的摄影装置的示意性分解透视图；

图5是根据本公开的实施方式的镜头固定器的透视图；

图6是根据本公开的实施方式的摄影传感器固定器的透视图；

图7A是示出根据本公开的实施方式的处于水平状态的摄影装置的前视图；

图7B是示出根据本公开的实施方式的已经驱动第一旋转的摄影装置的前视图；

图8A是示出根据本公开的实施方式的处于水平状态的摄影装置的侧视图；

图8B是示出根据本公开的实施方式的已经驱动第二旋转的摄影装置的侧视图；

图9是根据本公开的实施方式的第一位置检测传感器的透视图；

图10是根据本公开的实施方式的第二位置检测传感器的透视图；

图11是示出根据本公开的实施方式的设置在镜头固定器上的第一镜头单元和设置在摄影传感器固定器上的第二镜头单元的截面图；

图12是根据本公开的实施方式的包括超声波电机的第一驱动器的透视图；

图13A是示出根据本公开的实施方式的被向左转向的无人驾驶飞行器的前视图；

图13B是示出根据本公开的实施方式的被向右转向的无人驾驶飞行器的前视图；

图14A是示出根据本公开的实施方式的向前飞行的无人驾驶飞行器的侧视图；

图14B是示出根据本公开的实施方式的向后飞行的无人驾驶飞行器的侧视图；

图15是根据本公开的实施方式的控制摄影装置的方法的流程图；以及

图16示出根据本公开的实施方式的通过采用无线终端控制无人驾驶飞行器的实施方式。

在所有的附图中，相同的附图标记将被理解为表示相同的部分、部件和结构。

具体实施方式

以下参照附图的描述被提供来帮助对本公开的各种实施方式的全面理解，本公开如权利要求书及其等同物限定。其包括帮助理解的各种特定细节但是这些被认为仅是示范性。因此，本领域技术人员将理解，可以进行这里描述的各种实施方式的各种变化和修改，而没有脱离本公开的范围和精神。此外，为了清楚和简明起见，可以省略对已知功能和结构的描述。

在下面的描述和权利要求书中使用的术语和词语不限于著录中的含义，而是仅由本发明人用于使本公开能够清楚且一致地理解。因此，对于本领域技术人员将是显然的，本公开的各种实施方式的以下描述仅为了说明的目的而提供，而不是为了限制本公开的目的，本公开如权利要求书及其等同物限定。

将理解，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数的指示物，除非上下文另外清楚地指示。因此，例如，参考“一个部件表面”包括参考一个或多个这样的表面。

尽管这样的术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种部件，但是这样的部件不应被限于以上的术语。以上的术语仅用于将一个部件与另一个部件区别开。例如，以下讨论的第一部件可以被称为第二部件，类似地，第二部件可以被称为第一部件，而没有脱离本公开的教导。术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

应用表示在用于计算机的操作系统(OS)或移动OS上执行并由用户直接使用的软件。应用的示例可以包括文字处理器、电子表格程序、社交网络 系统(SNS)、聊天、地图、音乐播放器和电影播放器。

窗口小部件(widget)表示图形用户界面(GUI)的微小应用，从而更加平稳地支持用户与应用或OS之间的相互作用。例如，有天气窗口小部件、计算器窗口小部件和时间窗口小部件。窗口小部件可以形成为快捷方式图标并安装在桌面、移动装置、博客、网吧和个人主页等上，并能够经由点击而不是经由网络浏览器而直接使用。窗口小部件可以包括到指定路径的捷径或捷径图标，通过其可执行指定的应用。

在本说明书中使用的术语仅用于描述实施方式，而不意在限制本公开。在本说明书中，将理解，诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语旨在表示说明书中公开的特征、数量、步骤、动作、部件、部分或其组合的存在，而不意在排除一个或多个其它的特征、数量、步骤、动作、部件、部分或其组合可存在或可添加的可能性。附图中的相同的附图标记表示执行基本上相同的功能的相同元件。

图1是根据本公开的实施方式的无人驾驶飞行器的透视图。

图2是根据本公开的实施方式的配备有姿态校正功能的摄影装置的示意性透视图。

图3是根据本公开的实施方式的无人驾驶飞行器和摄影装置的示意性方框图。

参照图1至图3，无人驾驶飞行器100包括飞行主体101和安装在飞行主体101上以捕获图像的摄影装置200。飞行主体101包括用于驱动无人驾驶飞行器100飞行的飞行驱动器130。无人驾驶飞行器100还包括用于控制无人驾驶飞行器100的控制器110以及用于与远程控制器1000通讯的通讯器120。

通讯器120接收远程控制器1000的用于控制无人驾驶飞行器100的控制信号。通讯器120可以发送关于无人驾驶飞行器100的飞行状态的信息到远程控制器1000。

飞行驱动器130产生用于使飞行主体101在空气中升高的动力。例如，飞行驱动器130可以包括至少一个螺旋桨、齿轮单元和电机等。飞行驱动器130根据控制器110的信号驱动电机，并通过齿轮单元将驱动力传输到螺旋桨。螺旋桨可以通过旋转产生升力以使无人驾驶飞行器100在空气中升高。

控制器110根据经由通讯器120从远程控制器1000接收的控制信号通 过驱动飞行驱动器130而控制无人驾驶飞行器100的运动。

无人驾驶飞行器100具有多种飞行模式。多种飞行模式包括手动模式、自动模式和半自动模式。

例如，控制器110可以支持手动模式、自动模式和半自动模式，在手动模式中具体的飞行操作根据远程控制器1000的控制信号进行，在自动模式中具体的飞行操作根据预先编程的设定进行，在半自动模式中具体的飞行操作的一部分根据预先编程的设定进行并且其其余部分根据远程控制器1000的控制信号进行。飞行模式可以被预先存储为存储器150中的程序。

当控制器110从远程控制器1000接收到用于将无人驾驶飞行器100的飞行模式转换到半自动模式的信号时，控制器110可以控制飞行驱动器130以停止正好在将飞行模式转换成半自动模式之前执行的操作、自动盘旋并同时等待远程控制器1000的控制信号。

当控制器110在半自动模式下自动盘旋的同时从远程控制器1000接收到具体的飞行控制信号时，控制器110额外地进行与所接收的具体飞行控制信号对应的具体飞行操作。

当控制器110不再接收具体的飞行控制信号时，控制器110可以控制飞行驱动器130以在再次盘旋的同时等待远程控制器1000的控制信号。

摄影装置200安装在飞行主体101上。根据实施方式的摄影装置200可以被实施为各种类型，诸如捕获静态图像的装置和产生动态图像的装置。摄影装置200可以包括摄影单元201、摄影装置控制器290和用于多轴地旋转摄影单元201的多轴驱动器202。

摄影单元201包括摄影传感器230和将图像光聚焦在摄影传感器230的摄影表面上的镜头单元210。镜头单元210可以包括一个透镜或多个透镜。多个透镜可以包括用于放大或缩小物体的尺寸的变焦透镜和用于调整物体的焦距的聚焦透镜。多个透镜由驱动机构驱动，驱动机构诸如为变焦电机(未示出)或自动聚焦(AF)电机(未示出)，因此可以改变多个透镜的相对位置。用于焦距调整的光学结构和透镜驱动结构以及用于变焦调整的光学结构和透镜驱动结构可以是本公开所属的领域中已知的各种结构的任一种。摄影装置控制器290可以控制多个透镜的位置以实现变焦放大调整和焦距调整。

摄影传感器230接收图像光并将图像光转换成电信号。摄影传感器230包括光电转换器件诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体 (CMOS)，并将通过镜头单元210接收的图像光转换成电信号。由摄影传感器230产生的电信号通过摄影装置控制器290转换成图像数据。

例如，摄影装置控制器290可以将摄影传感器230的电信号转换成红、绿、蓝(RGB)数据，然后将RGB数据转换成具有一形式的原始数据，诸如包括亮度(Y)信号和色度(UV)信号的YUV信号。摄影装置控制器290的转换可以包括例如利用相关双取样(CDS)电路降低电信号中包括的摄影传感器230的驱动噪声的操作、利用自动增益控制(AGC)电路调整在噪声降低之后获得的信号的增益的操作、利用模拟数字转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号的操作、以及关于数字信号的具体操作诸如信号处理(例如像素缺陷校正、增益校正、白色平衡校正和伽玛校正)。

摄影装置控制器290控制数据写入到存储器310和写入的数据或设定信息的读出。存储器310可以是易失性存储器，并可以包括例如半导体存储器，诸如同步动态随机存取存储器(SDRAM)。存储器310可以执行临时存储由摄影装置控制器290产生的图像数据的缓冲存储器功能以及用于数据处理的运行存储器功能。

存储器310可以是非易失性存储器，例如闪存(例如，存储棒或安全数字(SD)/多媒体卡(MMC))、诸如硬盘驱动器(HDD)的存储装置或诸如数字多功能光盘(DVD)或紧凑光盘(CD)的光学存储装置。在此情况下，存储器310可以存储图像数据，该图像数据由摄影装置控制器290压缩转换成JPEG文件、TIF文件、GIF文件、PCX文件、AVI文件或类似的文件。

无人驾驶飞行器100的通讯器300和通讯器120可以包括例如无线通讯模块、蜂窝模块、Wi-Fi模块、蓝牙模块、全球导航卫星系统(GNSS)模块(例如，全球定位系统(GPS)模块、GLONASS模块、北斗模块或伽利略模块)、近场通讯(NFC)模块和射频(RF)模块。

无人驾驶飞行器100的通讯器300和通讯器120可以发送数据到彼此或从彼此接收数据。例如，通讯器300可以发送关于多轴驱动器202(其将在后面描述)的驱动状态的数据到无人驾驶飞行器100的通讯器120。无人驾驶飞行器100的控制器110可以基于所接收的数据控制无人驾驶飞行器100的飞行驱动器130。

当摄影装置控制器290通过通讯器300接收关于无人驾驶飞行器100的飞行状态的信息时，摄影装置控制器290可以基于所接收到的信息控制摄影 装置200的多轴驱动器202。这可以帮助无人驾驶飞行器100捕获更稳定的图像。关于飞行状态的信息包括在无人驾驶飞行器100飞行时由无人驾驶飞行器100的控制器110获得的各种信息。例如，关于飞行状态的信息可以是无人驾驶飞行器100的姿态信息，该姿态信息可以在无人驾驶飞行器100飞行时通过姿态检测器160获得。姿态信息包括关于无人驾驶飞行器100相对于翻滚轴(roll axis)、俯仰轴(pitch axis)和偏航轴(yaw axis)的旋转角度的信息以及无人驾驶飞行器100相对于翻滚轴、俯仰轴和偏航轴的倾斜角度的信息。

摄影装置控制器290电连接到摄影传感器230、镜头单元210、存储器310、通讯器300等，并执行功能诸如发送控制信号到这些部件或从这些部件接收控制信号或者处理数据，以控制每个部件的操作。摄影装置控制器290可以利用微型芯片或包括微型芯片的电路板实现，并且包括在摄影装置控制器290中的部件可以通过嵌入在摄影装置控制器290中的软件或电路实现。

多轴驱动器202可以由摄影装置控制器290控制。摄影装置控制器290可以与无人驾驶飞行器100的控制器110通讯以基于从控制器110接收的驱动控制信号控制多轴驱动器202。摄影装置控制器290可以独立于无人驾驶飞行器100的控制器110来控制多轴驱动器202。多轴驱动器202可以单独地或同时进行第一旋转和第二旋转。第一旋转和第二旋转将在后面描述。

无人驾驶飞行器100可以包括姿态检测器160。姿态检测器160检测无人驾驶飞行器100相对于翻滚轴、俯仰轴和偏航轴的姿态。姿态检测器160可以包括例如姿势传感器(gesture sensor)、陀螺仪传感器、压力传感器和加速度传感器中的一个。姿态检测器160可以发送无人驾驶飞行器100的姿态信息到控制器110。控制器110可以传输该姿态信息到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290可以基于该姿态信息控制多轴驱动器202。

如图3的虚线所示，摄影装置200可以包括姿态检测器320。在此情况下，由姿态检测器320检测的姿态信息可以直接传输到摄影装置控制器290，而不采用控制器110。控制器110可以经由摄影装置控制器290接收姿态信息，并可以在飞行控制期间参考该姿态信息。用于控制多轴驱动器202的姿态检测器320和用于飞行控制的姿态检测器160可以被分开地包括。

现在将描述摄影装置200的结构的实施方式。

图4是根据本公开的实施方式的摄影装置的示意性分解透视图。

参照图2和图4，镜头单元210由镜头固定器220接收。摄影传感器230由摄影传感器固定器240接收。

镜头固定器220由基座270支撑。基座270联接到飞行主体101。基座270可以可拆卸地联接到飞行主体101。基座270可以与飞行主体101一体地形成。摄影传感器固定器240可以由镜头固定器220支撑，使得摄影传感器固定器240可以关于第一轴A1旋转，第一轴A1与镜头单元210的光轴一致。

图5是根据本公开的实施方式的镜头固定器的透视图，图6是根据本公开的实施方式的摄影传感器固定器的透视图。

参照图5和图6，凸起223提供在镜头固定器220上。凸起223可以是沿着镜头固定器220的外周向外突出并具有第一轴A1作为其中心的条带。具有与凸起223互补的形状的接收器242提供在摄影传感器固定器240上。例如，接收器242可以从摄影传感器固定器240的外周向内突出并可以与摄影传感器固定器240的面对镜头固定器220的表面243分隔开。

多个凸起223可以在圆周方向上彼此分隔开，并且多个接收器242可以在圆周方向上彼此分隔开从而分别面对该多个凸起223。镜头固定器220和摄影传感器固定器240布置为使得多个接收器242定位在多个凸起223之间的位置，也就是使得多个接收器242和多个凸起223彼此不重叠。然后，随着镜头固定器220和摄影传感器固定器240彼此接近，摄影传感器固定器240旋转使得多个接收器242与多个凸起223重叠。

因此，多个凸起223可以被容纳在接收器242和表面243之间，并且摄影传感器固定器240可以关于第一轴A1相对于镜头固定器220旋转。为了减小旋转期间的摩擦，轴承结构可以设置在接收器242或凸起223上。

根据这种结构，摄影传感器230可以被驱动以相对于镜头单元210进行关于第一轴A1的第一旋转。第一轴A1是翻滚轴，第一旋转是翻滚轴驱动。

摄影传感器230的有效图像区域可以具有各种尺寸。例如，摄影传感器230的有效图像区域的尺寸可以是(但不限于)1/2.3英寸、1/1.7英寸、2/3英寸、APS-C或35mm(全帧)。

参照图4，多轴驱动器202包括驱动摄影传感器230以进行第一旋转的第一驱动器250。第一驱动器250可以通过旋转摄影传感器固定器240而实现第一旋转。第一驱动器250包括电机251。电机251和摄影传感器固定器 240可以通过各种动力连接结构彼此连接。例如，根据本实施方式，电机251和摄影传感器固定器240通过齿轮连接结构彼此连接。

参照图6，齿轮单元241提供在摄影传感器固定器240上。齿轮单元241可以根据摄影传感器230的第一旋转角度范围形成。如将在后面描述的，用于形成齿轮单元241的角度范围可以考虑到在改变无人驾驶飞行器100的方向期间能够补偿无人驾驶飞行器100沿着第一轴A1的倾斜的角度范围来确定。用于形成齿轮单元241的角度范围还可以例如考虑到相对于第一轴A1的可拍摄角度确定，使得摄影传感器230可以旋转+/-90度。然而，本公开不限于此。

返回参照图4，第一驱动器250还包括将电机251与齿轮单元241连接的至少一个连接齿轮252。电机251的驱动力通过连接齿轮252和齿轮单元241传输到摄影传感器固定器240。用于将电机251连接到摄影传感器固定器240的动力连接结构不限于齿轮结构。例如，电机251和摄影传感器固定器240可以通过皮带连接结构(未示出)彼此连接。

图7A是示出根据本公开的实施方式的处于水平状态的摄影装置的前视图，图7B是示出根据本公开的实施方式的已经驱动第一旋转的摄影装置的前视图。

参照图7A，摄影传感器230处于水平状态。电机251被驱动以使摄影传感器固定器240关于第一轴A1逆时针旋转。然后，参照图7B，摄影传感器230通过相对于镜头单元210关于第一轴A1旋转预定角度而定位在一位置。

根据实施方式，第一驱动器250由镜头固定器220支撑。例如，其上安装电机251和连接齿轮252的第一框架253联接到镜头固定器220。尽管没有在图4中示出，但是电机251和连接齿轮252可以直接联接到镜头固定器220。

参照图2和图4，镜头固定器220可以由基座270支撑，使得镜头固定器220进行关于第二轴A2的第二旋转，第二轴A2垂直于第一轴A1。例如，一对支撑件280提供在基座270上，并且旋转轴221提供在镜头固定器220上。镜头固定器220定位在两个支撑件280之间，并且一对轴支撑构件222分别穿过两个支撑件280并分别联接到旋转轴221的两端。因此，镜头固定器220由基座270可旋转地支撑。

根据这种结构，镜头单元210可以被驱动以关于第二轴A2执行第二旋转。第二轴A2是俯仰轴，并且第二旋转是俯仰轴驱动。

多轴驱动器202还可以包括第二驱动器260，该第二驱动器260驱动包括摄影传感器230和镜头单元210的摄影单元201以关于第二轴A2进行第二旋转。

第二驱动器260可以通过旋转镜头固定器220而实现第二旋转。由于镜头单元210、摄影传感器固定器240和第一驱动器250联接到镜头固定器220，所以当镜头固定器220由第二驱动器260关于第二轴A2旋转时，摄影单元201和第一驱动器250也关于第二轴A2旋转。

第二驱动器260包括电机261。电机261和镜头固定器220可以通过各种动力连接结构彼此连接。例如，根据本实施方式，电机261和镜头固定器220通过齿轮连接结构而动力连接到彼此。齿轮单元224提供在轴支撑构件222上，轴支撑构件222联接到镜头固定器220的旋转轴221的一端。第二驱动器260包括将电机261与齿轮单元224连接的至少一个连接齿轮262。

电机261的驱动力通过连接齿轮262和齿轮单元224传输到镜头固定器220的旋转轴221。因此，第二驱动器260可以驱动电机261，使得包括摄影传感器230、镜头单元210的摄影单元201和第一驱动器250进行关于第二轴A2的第二旋转。用于将电机261连接到镜头固定器220的动力连接结构不限于齿轮连接结构。例如，电机261和镜头固定器220可以通过皮带连接结构(未示出)连接到彼此。

图8A是示出根据本公开的实施方式的处于水平状态的摄影装置的侧视图，图8B是示出根据本公开的实施方式的已经驱动第二旋转的摄影装置的侧视图。

参照图8A，摄影传感器230处于水平状态。电机261被驱动以使镜头固定器220关于第二轴A2逆时针旋转。然后，参照图8B，摄影传感器230以预定的角度关于第二轴A2旋转。

如后面将描述的，第二旋转角度范围可以通过考虑能够补偿在无人驾驶飞行器100的前后运动期间无人驾驶飞行器100沿第二轴A2的倾斜的角度范围来确定。例如，第二旋转角度范围可以通过考虑相对于第二轴A2的摄影角度范围来确定，使得摄影传感器230可以旋转+120度至-120度。然而，本公开不限于此。

根据实施方式，第二驱动器260可以由基座270支撑。例如，其上安装电机261和连接齿轮262的第二框架263联接到基座270。尽管没有在图4中示出，但是电机261和连接齿轮262可以直接联接到基座270。

步进电机、直流(DC)电机、无刷DC(BLDC)电机、伺服电机、音圈电机(VCM)、超声波电机等可以用作第一驱动器250的电机251和第二驱动器260的电机261。在步进电机、DC电机、BLDC电机和伺服电机的情况下，可以采用包括减速齿轮的齿轮连接结构。当采用每个具有大扭矩的步进电机、DC电机、BLDC电机或伺服电机时，电机251和261可以使摄影传感器固定器240或镜头固定器220旋转而不用减速齿轮。

根据这样的摄影装置200，第一轴A1与镜头单元210的光轴一致。即使当此结构进行关于第一轴A1的第一旋转时，镜头单元210在旋转之前的光轴也与镜头单元210在旋转之后的光轴一致。因此，控制器110或摄影装置控制器290不需要执行专门的控制操作以便使在第一旋转之前和之后的光轴彼此一致。

根据这样的摄影装置200，第二轴A2垂直于镜头单元210的光轴(即第一轴A1)。即使当此结构进行关于第二轴A2的第二旋转时，镜头单元210在旋转之后的光轴也相对于镜头单元210在旋转之前的光轴倾斜第二旋转的量，但是光轴相对于镜头单元210的相对位置不改变。因此，控制器110或摄影装置控制器290不需要执行专门的控制以便调整光轴在第二旋转前后相对于镜头单元210的相对位置。

根据这种摄影装置200，在第一旋转(即滚动而不是摄影装置200的整个部分关于第一轴A1旋转)期间，仅已经接收摄影传感器230的摄影传感器固定器240关于第一轴A1旋转。因此，可以实现紧凑的摄影装置200，通过比现有技术的其中摄影装置的整个部分滚动的万向节结构更简单的结构，摄影装置200能够被滚动。

摄影单元201和第一驱动器250通过第二驱动器260关于第二轴A2旋转。第二驱动器260的驱动负荷可以通过适当地确定摄影单元201和第一驱动器250的组合的重心的位置而减小。施加到第二驱动器260的驱动负荷包括由摄影单元201和第一驱动器250的组合产生的旋转力矩。该旋转力矩与所述组合的重量以及自第二轴A2的力臂的长度成正比。该组合的重量与摄影单元201和第一驱动器250的结构相关，因此在降低组合的重量上存在限 制。因此，力臂的长度需要被减小。为此，摄影单元201和第一驱动器250的组合的重心可以定位在包括第二轴A2且垂直于第一轴A1的平面内。此结构可以通过例如适当地选择摄影单元201上的将与第一驱动器250联接的位置以及包括在第一驱动器250中的部件的位置来实现。因此，通过在第一轴A1的方向上移动或移除具有距第二轴A2一定距离的部件到所述组合的重心，可以减小力臂的长度。

用于滚动的结构被简化，因此第二驱动器260的驱动负荷在关于第二轴A2的驱动(即俯仰)期间被减小。因此，可以减少用于滚动和俯仰的动力消耗，并可以减小用于驱动摄影装置200的动力单元330的尺寸和重量。通过包括紧凑的摄影装置200和紧凑的动力单元330，可以实现紧凑的无人驾驶飞行器100。由于无人驾驶飞行器100变得紧凑，无人驾驶飞行器100的长时间飞行是可能的。

参照图2，摄影装置200还可以包括分别检测第一旋转和第二旋转的第一位置检测传感器410和第二位置检测传感器420。例如，第一位置检测传感器410可以检测摄影传感器固定器240关于第一轴A1的旋转角度。第二位置检测传感器420可以检测镜头固定器220关于第二轴A2的旋转角度。

例如，第一位置检测传感器410和第二位置检测传感器420可以是各种类型传感器诸如磁铁型传感器(例如，霍尔传感器或MR传感器)、光学传感器(例如，光反射器或光遮断器)、电感传感器、电容传感器等中的任一种。第一位置检测传感器410和第二位置检测传感器420可以分别检测电机251和261的旋转量。在此情况下，第一位置检测传感器410和第二位置检测传感器420可以被分别嵌入在电机251和261中。

图9是根据本公开的实施方式的第一位置检测传感器的透视图。

参照图9，第一位置检测传感器410可以设置在镜头固定器220上。第一检测器244提供在摄影传感器固定器240上，第一检测器244被成形为具有第一轴A1作为其中心的条带。例如，当光遮断器被用作第一位置检测传感器410时，第一检测器244的边缘可以由第一位置检测传感器410检测，然后摄影传感器固定器240的旋转角度可以由电机251的驱动周期计算。当光反射器被用作第一位置检测传感器410时，通过使白色和黑色部分交替获得的反射图案(未示出)可以提供在第一检测器244上，并且摄影传感器固定器240的旋转角度可以由通过第一位置检测传感器410检测的反射图案的 数目计算。

根据此结构，可以检测第一旋转量，即翻滚轴旋转量。

图10是根据本公开的实施方式的第二位置检测传感器的透视图。

参照图10，第二位置检测传感器420可以设置在支撑件280上。第二检测器225提供在镜头固定器220上。第二检测器225可以从旋转轴221突出。例如，当光遮断器被用作第二位置检测传感器420时，第二检测器225的边缘可以由第二位置检测传感器420检测，然后镜头固定器220的旋转角度可以由电机261的驱动周期计算。当光反射器用作第二位置检测传感器420时，通过使白色和黑色部分交替获得的反射图案(未示出)可以提供在第二检测器225上，并且镜头固定器220的旋转角度可以通过由第二位置检测传感器420检测的反射图案的数目计算。

根据这种结构，可以检测第二旋转量，即俯仰轴旋转量。

图11是示出根据本公开的实施方式的设置在镜头固定器上的第一镜头单元和设置在摄影传感器固定器上的第二镜头单元的截面图。

如图11所示的摄影装置200与根据之前实施方式的摄影装置200的区别在于，镜头单元210中包括的某些透镜与摄影传感器230一起进行第一旋转。

参照图11，镜头单元210包括设置在镜头固定器220上的第一镜头单元210-1以及设置在摄影传感器固定器240上的第二镜头单元210-2。第一镜头单元210-1和第二镜头单元210-2的每个可以包括一个透镜或多个透镜。第一镜头单元210-1和第二镜头单元210-2形成将图像光聚焦到摄影传感器230的摄影表面上的光学系统。

例如，第一镜头单元210-1可以包括AF透镜组和/或进行手抖校正的光学图像稳定化(OIS)透镜组。AF透镜组和OIS透镜组在摄影期间连续地运动，因此可以设置在第一镜头单元210-1中，从而不与摄影传感器230一起旋转。然而，本公开不限于此。

根据这种结构，在摄影期间不连续地运动的透镜组被包括在第二镜头单元210-2中并设置在摄影传感器固定器240上，因此与摄影传感器230一起进行关于第一轴A1的第一旋转。由于摄影传感器230和第二镜头单元210-2之间的相对位置不改变，所以可以获得稳定的图像。捕获的图像可以具有改善的分辨率和改善的清晰度。

图12是根据本公开的实施方式的第一驱动器的透视图。

参照图12，第一驱动器250可以包括作为驱动源的动力装置，该动力装置能够检测驱动量例如旋转量。因此，可以省略第一位置检测传感器420。能够检测驱动量的动力装置可以是各种装置中的任一种。例如，当通过脉冲驱动方法驱动的电机被用作动力装置时，驱动量可以通过对驱动脉冲的数目求和而检测。例如，动力装置可以包括超声波电机256。超声波电机256包括转子254和定子255。定子255可以由图4的镜头固定器220支撑。摄影传感器230可以设置在转子254上。根据这种结构，可以实现能够通过简单的结构而被滚转的摄影装置200。摄影装置200的高度可以降低，从而获得紧凑的摄影装置200。能够检测驱动量的动力装置也可以是编码器集成的电机。

图13A是根据本公开的实施方式的被向左转向的无人驾驶飞行器的前视图，图13B是示出根据本公开的实施方式的被向右转向的无人驾驶飞行器的前视图。向左和向右分别表示从无人驾驶飞行器100观看的向左和向右。

参照图13A，X、Y和Z轴表示三维(3D)绝对坐标。当无人驾驶飞行器100在空气中保持水平状态时，第一轴A1与Y轴一致，并且第二轴A2与X轴一致。当在空气中保持在水平状态的无人驾驶飞行器100向左转向时，无人驾驶飞行器100顺时针地倾斜。换言之，如虚线所示，无人驾驶飞行器100关于第一轴A1顺时针倾斜。因此，摄影装置200捕获从原来的摄影方向顺时针倾斜的图像。

尽管无人驾驶飞行器100关于第一轴A1顺时针倾斜，为了使摄影装置200捕获水平状态的图像，摄影装置200需要在补偿无人驾驶飞行器100的倾斜的方向上旋转。根据本实施方式，摄影传感器230被旋转以补偿无人驾驶飞行器100的倾斜。

当摄影装置200顺时针倾斜时，姿态检测器160或320发送无人驾驶飞行器100的姿态信息(即无人驾驶飞行器100关于第一轴A1的倾斜)直接到摄影装置控制器290或者经由控制器110到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290控制第一驱动器250以补偿所接收到的倾斜。例如，当无人驾驶飞行器100如图13A所示相对于第一轴A1顺时针倾斜30度时，姿态检测器160或320将30度倾斜和倾斜方向作为姿态信息发送到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290驱动第一驱动器250以使摄影传感器固定器240 逆时针旋转30度，以便保持摄影方向为在摄影装置200倾斜之前的摄影方向。因此，即使当无人驾驶飞行器100向左转向时，摄影装置200也可以捕获与无人驾驶飞行器100在水平状态下的角度捕获的图像相同的图像。

参照图13B，当在空气中保持在水平状态的无人驾驶飞行器100向右转向时，无人驾驶飞行器100逆时针倾斜。换言之，如虚线所示，无人驾驶飞行器100关于第一轴A1逆时针倾斜。因此，摄影装置200捕获从原来的摄影方向逆时针倾斜的图像。

当摄影装置200逆时针倾斜时，姿态检测器160或320发送无人驾驶飞行器100的姿态信息(即无人驾驶飞行器100关于第一轴A1的倾斜)直接到摄影装置控制器290或经由控制器110到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290控制第一驱动器250以补偿所接收到的倾斜。

例如，当无人驾驶飞行器100如图13B所示相对于第一轴A1逆时针倾斜30度时，姿态检测器160或320将倾斜30度和倾斜方向作为姿态信息发送到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290驱动第一驱动器250以使摄影传感器固定器240顺时针旋转30度，以保持摄影方向为在摄影装置200倾斜之前的摄影方向。因此，即使当无人驾驶飞行器100向右转向时，摄影装置200也可以捕获与无人驾驶飞行器100处于水平状态下的角度捕获的图像相同的图像。

图14A是示出根据本公开的实施方式的向前飞行的无人驾驶飞行器的侧视图，图14B是示出根据本公开的实施方式的向后飞行的无人驾驶飞行器的侧视图。

参照图14A，当无人驾驶飞行器100在空气中保持水平状态时，第一轴A1与Y轴一致，并且第二轴A2与X轴一致。当在空气中保持在水平状态的无人驾驶飞行器100向前运动时，无人驾驶飞行器100的头部在保持向前运动的同时向下倾斜。换言之，如虚线所示，无人驾驶飞行器100关于第二轴A2向下倾斜。因此，摄影装置200捕获从原来的摄影方向向下倾斜的图像。

尽管无人驾驶飞行器100关于第二轴A2向下倾斜，为了使摄影装置200捕获水平状态下的图像，摄影装置200需要在补偿无人驾驶飞行器100的倾斜的方向上旋转。根据本实施方式，摄影单元201旋转以补偿无人驾驶飞行器100的倾斜。

当摄影装置200向下倾斜时，姿态检测器160或320发送无人驾驶飞行器100的姿态信息(即无人驾驶飞行器100关于第二轴A2的倾斜)直接到摄影装置控制器290或者经由控制器110到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290控制第二驱动器260补偿所接收到的倾斜。

例如，当无人驾驶飞行器100如图14A所示相对于第二轴A2向下倾斜45度时，姿态检测器160或320将倾斜45度和倾斜方向作为姿态信息发送到摄影装置控制器290。为了保持原来的摄影方向，摄影装置控制器290驱动第二驱动器260将摄影单元201向左(关于第二轴A2顺时针)旋转45度。因此，即使当无人驾驶飞行器100向前运动时，摄影装置200也可以捕获与无人驾驶飞行器100在水平状态下的角度捕获的图像相同的图像。

参照图14B，当在空气中保持在水平状态的无人驾驶飞行器100向后运动时，无人驾驶飞行器100的头部向后运动同时被向上转向。换言之，如虚线所示，无人驾驶飞行器100关于第二轴A2向上倾斜。因此，摄影装置200捕获对应于原来的摄影方向的上侧的图像。

当摄影装置200向上倾斜时，姿态检测器160或320发送无人驾驶飞行器100的姿态信息(即无人驾驶飞行器100关于第二轴A2的倾斜)直接到摄影装置控制器290或经由控制器110到摄影装置控制器290。摄影装置控制器290控制第二驱动器260补偿所接收到的倾斜。

例如，当摄影装置200如图14B所示向上倾斜45度时，姿态检测器160或320将倾斜45度和倾斜方向作为姿态信息发送到摄影装置控制器290。为了保持原来的摄影方向，摄影装置控制器290驱动第二驱动器260使摄影单元201向右(关于第二轴A2逆时针)旋转45度。因此，即使当无人驾驶飞行器100向后运动时，摄影装置200也可以捕获与无人驾驶飞行器100处于水平状态的角度捕获的图像相同的图像。

与当无人驾驶飞行器100向前或向后运动时类似，当无人驾驶飞行器100的头部向下或向上倾斜而无人驾驶飞行器100在空中悬停时，施加相同的第二旋转。

这样，摄影装置200可以通过采用从姿态检测器160或320接收的无人驾驶飞行器100(或摄影装置200)的姿态信息驱动第一驱动器250和第二驱动器260以校正摄影方向。

控制器110或摄影装置控制器290可以基于所接收的姿态信息独立地控 制第一驱动器250和第二驱动器260。控制器110或摄影装置控制器290可以根据情况基于所接收的姿态信息同时控制第一驱动器250和第二驱动器260。

图15是根据本公开的实施方式的控制摄影装置的方法的流程图。

参照图15，多轴驱动器202可以被驱动以任意改变摄影角度。无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290可以从远程控制器1000接收摄影角度控制信号。

例如，在操作500中，无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290确定从远程控制器1000接收的控制信号是否包括摄影角度控制信号。当摄影角度信息包含在摄影角度控制信号中并从摄影角度控制信号提取时，在操作520中，无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290基于所提取的摄影角度信息控制多轴驱动器202以驱动摄影装置200进行第一旋转(翻滚轴驱动)和/或第二旋转(俯仰轴驱动)从而获得期望的摄影角度。

例如，无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290可以从远程控制器1000接收指示摄影角度向下改变30度的摄影角度控制信号。在此情况下，基于所接收到的摄影角度控制信号，控制器110或摄影装置控制器290驱动第二驱动器260以向下改变摄影单元201的摄影方向。

无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290可以从远程控制器1000接收指示摄影传感器230从当前的方向向左或向右改变90度的摄影角度控制信号。响应于该摄影角度控制信号，控制器110或摄影装置控制器290基于所接收到的摄影角度控制信号驱动第一驱动器250以关于第一轴A1使摄影传感器固定器240旋转90度。因此，在不使无人驾驶飞行器100的整个部分旋转90度的情况下，可以捕获具有竖直结构的图像。

摄影装置控制器290可以经由通讯器300而不是经由无人驾驶飞行器100的控制器100来与远程控制器1000通讯以独立地驱动第一旋转和/或第二旋转。

在摄影期间，可以连续地进行姿态控制。

在操作530中，姿态检测器160或320检测无人驾驶飞行器100或摄影装置200在飞行中的姿态。在操作540中，控制器110或摄影装置控制器290确定从姿态检测器160或320接收的姿态信息是否存在变化。

当姿态信息没有变化时，姿态检测器160或320重复地确定从姿态检测器160或320接收的姿态信息是否存在变化。当姿态信息存在变化时，在操作550中，控制器110或摄影装置控制器290基于改变的姿态信息如以上参照图13A、13B、14A和14B所述地控制多轴驱动器202。

分别由第一位置检测传感器410和第二位置检测传感器420检测的第一旋转量和第二旋转量可以在摄影角度控制操作和姿态控制操作期间作为摄影单元201的摄影角度信息提供到控制器110或摄影装置控制器290。基于摄影角度信息，控制器110或摄影装置控制器290可以对摄影角度控制操作和姿态控制操作施加反馈控制。

例如，当摄影单元201已经使摄影方向向下改变30度时，第二位置检测传感器420感测第二检测器225的旋转量并检测摄影单元201的旋转量。第二位置检测传感器420发送所检测的旋转量到无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290。

无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290可以通过分析所接收的旋转量数据来确定摄影单元201是否已经向下旋转30度。当摄影单元201已经被旋转小于或大于30度时，无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290再次控制第二驱动器260以使摄影单元201向下旋转至30度。

当摄影传感器230已经从当前的方向向左或向右旋转90度时，第一位置检测传感器410感测第一检测器244的旋转量并检测摄影传感器230的旋转量。第一位置检测传感器410将检测的旋转量发送到无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290。

无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290通过分析所接收到的旋转量数据来确定摄影传感器固定器240是否已经向下旋转90。当摄影传感器固定器240已经旋转小于或大于90度时，无人驾驶飞行器100的控制器110或摄影装置控制器290再次控制第二驱动器250以使摄影传感器固定器240旋转至90度。

控制器110通过采用从远程控制器1000接收的信号来控制无人驾驶飞行器100的飞行操作。控制器110可以将所接收的信号发送到摄影装置控制器290以控制摄影装置200的操作。因此，摄影装置200可以由远程控制器1000控制。

控制器110可以通过采用姿态检测器160的姿态信息(而不是经由摄影装置控制器290)而直接控制多轴驱动器202。安装在无人驾驶飞行器100上的姿态检测器160可以将无人驾驶飞行器100的姿态信息发送到控制器110。控制器110可以基于该姿态信息控制摄影装置200的第一驱动器250和第二驱动器260以驱动第一旋转(翻滚轴驱动)和第二旋转(俯仰轴驱动)。在此情况下，姿态检测器320不需要被包括在摄影装置200中。

摄影装置200或无人驾驶飞行器100的姿态信息可以从经由摄影装置200接收的图像检测。通过在经由摄影装置200接收的图像中设定预定的区域并从前一帧/后一帧检测预定区域中存在的物体的运动变化，摄影装置200或无人驾驶飞行器100的姿态信息可以被逆向地检测。

摄影装置控制器290可以通过通讯器300(而不是通过无人驾驶飞行器100的控制器110)与远程控制器1000通讯以根据摄影角度控制信号独立地驱动第一旋转(翻滚轴驱动)和第二旋转(俯仰轴驱动)。

远程控制器1000可以包括各种电子装置。例如，远程控制器1000可以包括智能手机、平板个人计算机(PC)、移动电话、图像电话、电子书阅读器、桌上型PC、膝上型PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、运动图像专家组阶段1或阶段2(MPEG-1或MPEG-2)音频层3(MP3)播放器、移动医疗设备、照相机和可穿戴装置中的至少一个。

图16示出根据本公开的实施方式的通过采用无线终端控制无人驾驶飞行器的实施方式。

参照图16，智能手机700可以通过执行被包括在智能手机700中的与无人驾驶飞行器100相关的应用或者从服务器下载的与无人驾驶飞行器100相关的应用来控制无人驾驶飞行器100。

智能手机700的屏幕可以实时地显示由无人驾驶飞行器100当前捕获的图像720。智能手机700的屏幕的一部分可以显示能够控制无人驾驶飞行器100的操作的图标710和能够控制摄影装置200的运动的图标730。用户可以通过采用触摸或拖动图标的手势或在各种方向上运动智能手机700根据姿态变化产生的信号来控制无人驾驶飞行器100和摄影装置200的运动。

根据本公开的实施方式的方法可以被实施为各种计算装置可执行的程序指令，并可以记录在计算机可读的记录介质上。计算机可读的记录介质可 以包括程序指令、数据文件、数据结构等，单独地或组合地。例如，计算机可读的记录介质可以是易失性性或非易失性存储装置(例如，只读存储器(ROM))、存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、存储器芯片、器件或集成电路)，或者光学地或磁地可读取且同时可由机器(例如，计算机)读取的存储介质(例如，CD、DVD、磁盘或磁带)，而与其是否是可擦除或可重写的无关。移动终端中包括的存储器是可机器读取的存储介质的示例，其适合于存储包括实现本公开的实施方式的指令的一个或多个程序。记录在可计算机读取的记录介质上的程序指令可以被特别设计并配置用于本公开，或者可以对于计算机软件领域的普通技术人员是公知的或可被他们使用。

应当理解，这里描述的实施方式应当仅以描述性的含义来理解而不是为了限制的目的。每个实施方式内的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其它实施方式中的其它类似的特征或方面。

尽管已经参照其各种实施方式示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而没有脱离本公开的精神和范围，本公开的精神和范围如权利要求书及其等同物限定。

本申请要求于2015年5月15日在韩国知识产权局提交并分配序列号10-2015-0068180的韩国专利申请的权益，其全部公开内容通过引用结合于此。