一种带双云台的胸戴式摄录系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及胸戴式稳定摄录技术领域，具体涉及高速云台的微型化以及与胸戴式摄像头的结合，成为高度集成的一体化摄录设备。
【背景技术】
[0002]在现有的胸戴式摄录设备中，摄像头的安装位置和视角都是固定的，随着人的运动或者身体的晃动，摄录视角会出现偏差，摄录画面也会非常不稳定，而且视角也不能人为实时的调节。对此，现有胸戴式摄录设备并没有行之有效的解决方案，只有一些简单的防抖措施(包括光学防抖和电子防抖)。而可以实时稳定姿态，跟踪视角，调节视角的云台就可以完美的解决这个问题。现在也有装有电动云台的摄录设备，但都是大型的固定摄像机或者航拍，手持摄像机。而且现有的云台摄像机大多都只有一个云台，只用来保持摄像机的姿态，如果要改变想要保持的姿态，就要重新设置预设姿态，非常繁琐，且不及时。现有云台也不能直接装在小型胸戴式摄录设备上。基于现有的胸戴式摄录设备的诸多缺点，本发明创造性的把云台和胸戴摄像头结合在了一起，并且微型化，高度集成，实现了胸戴式摄录设备在复杂运动环境中依旧可以稳定摄录，并且可以人为实时调节摄像头俯仰。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能实时稳定姿态，跟踪视角，并且可以人为实时调节摄像头俯仰的轻便胸戴式摄录设备，以便摄录人员能在复杂运动环境中依旧可以拍摄到高清稳定的画面，并且可以实时选择视角。
[0004]本发明可定义为胸戴式云台摄录设备，主要包括三大部分:微型化智能云台，微型化一轴电动云台，小型摄像头及胸戴式辅助器件。
[0005]现有的云台主要用于大型固定摄像机，航拍摄像机和手持摄像机，体积及质量都比较大，而且智能化程度普遍较低，很难适用于复杂运动环境中的轻便胸戴式摄录系统。基于此，本发明设计了微型化，智能化的可用于胸戴式摄像头的云台。微型化智能云台加装在摄像头底座上，主要包括三部分:微型姿态传感器，微型MCU以及微型精准步进电机。
[0006]姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含各种运动传感器，通过内嵌的微型中央控制器得到三维姿态与方位等姿态数据。本发明的姿态传感器选用了微型MU九轴传感器(运动传感器)，微型低功耗的MPU (中央控制器)，利用特殊的三维算法和数据融合技术，实时输出零漂移三维姿态与方位数据。
[0007]为了能够人为实时的控制摄像头的俯仰，本发明又在摄像头与底座之间加装了一个微型一轴电动云台，可以根据需要实时调节此电动云台的转动来改变摄像头的俯仰。而不需要通过改变微型化智能云台的预设姿态来使得摄像头俯仰。
[0008]本发明选用微型MCU作为中央控制器，主要有两大功能:(I)通过对姿态传感器的摄像头底座姿态数据进行分析处理，来控制微型化智能云台步进电机的转动，矫正摄像头底座的姿态。(2)接受摄像头俯仰指令信号，分析处理，来控制微型化一轴电动云台的转动，改变摄像头的俯仰。
[0009]现有云台上的步进电机都比较大，不适用于轻便胸戴式摄录系统。基于此本发明设计了微型精准步进电机。这种微型电机体积小，重量轻，精度高，反应迅速，可以满足复杂运动环境中对头戴摄像头的快速姿态调节。
[0010]本发明选用的胸戴摄像头是一款小型并且可以高清摄录的摄像头，胸戴式辅助器件包括摄像头安装底座及周边，提供支撑的眼镜框架或轻便型头盔。
[0011]本发明具体方案如下；
[0012]方案1，一种带双云台的胸戴式摄录系统，其特征在于:包括微型化智能云台，微型化一轴电动云台，小型摄像头，摄像头底座及胸戴式辅助器件，所述小型摄像头与所述微型化一轴电动云台连接，所述小型摄像头与微型一轴电动云台一起被固定到摄像头底座，所述摄像头底座连接到所述微型智能云台的一面，微型化智能云台的另一面连接胸戴式辅助器件。
[0013]方案2、根据方案I所述的带双云台的胸戴式摄录系统，其特征在于:所述小型摄像头具有俯仰信号接收器，所述小型摄像头底座具有姿态传感器，所述微型化一轴电动云台具有微型化一轴电动云台电机，所述微型化智能云台具有微型化智能电机，所述一轴电动云台用于调节小型摄像头的俯仰，所述微型化智能云台用于调节小型摄像头底座的姿态和方位，进而调节摄像头的姿态和方位。
[0014]方案3、根据方案2所述的带双云台的胸戴式摄录系统，其特征在于:所述姿态传感器为IMU九轴传感器，其包括3轴加速度计，3轴陀螺仪及3轴磁力计，九轴传感器分别感测加速度、角速度和磁场强度，感测信号输入到自身的MPU进行运算，之后输出小型摄像头底座的三维姿态和方位数据。
[0015]方案4、根据方案2所述的带双云台的胸戴式摄录系统，其特征在于:所述系统还包括中央控制器MCU，所述中央控制器MCU用于接收小型摄像头俯仰信号接收器传来的小型摄像头俯仰指令信号和姿态传感器输出的小型摄像头底座的姿态方位信号，并控制所述微型化一轴电动云台电机和微型化智能电机的动作。
[0016]方案5、一种用于控制方案1-3任一项所述的带双云台的胸戴式摄录系统的方法，其特征在于:
[0017]预设小型摄像头底座姿态，姿态传感器获取姿态方位数据并传送给中央控制器MCU,中央控制器获取运算并存储预设值；
[0018]进入工作中，姿态传感器获取小型摄像头底座姿态，中央控制器MCU与预设姿态作对比，看两者是否相符，如果相符不执行调节，如果不相符，中央控制器MCU运算分析输出控制信号，控制微型智能电机转动，矫正小型摄像头底座姿态、方位；
[0019]对于小型摄像头俯仰的调节，小型摄像头俯仰信号接收器发出俯仰指令，中央控制器MCU接受指令并分析运算，发出电机控制指令，微型一轴电动云台电机收到指令驱动小型摄像头俯仰改变。
[0020]除了上述所述描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其他目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明的最优实施方式进行说明。
【附图说明】
[0021]图1本发明结构框图；
[0022]图2本发明系统整体功能流程框图；
[0023]图3本发明微型姿态传感器；
[0024]图4本发明预设模式流程图；
[0025]图5本发明摄像