一种用于水下拍摄的无人飞机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于水下拍摄的无人飞机，包括机身、摄影装置、高度测量装置、驱动装置、姿势制御装置以及摄影装置平衡检测装置，当无人机在水平面上运动时，摄影装置平衡检测装置检测摄影装置的光轴与拍摄物体不成直角关系，摄影装置上的姿势制御装置通过驱动装置变更摄影装置与无人飞机角度，以补偿镜头模组光轴的变动，从而保证良好的拍摄视角。

An unmanned aircraft used in underwater photography

The utility model discloses a shot for Underwater Unmanned Aircraft, including the fuselage, camera, height measuring device, driving device, control device and position detection device of photography device balance, when the UAV motion in the horizontal plane, not at right angles to the optical axis of the imaging device between balance detection device, detection device and photography shooting objects, posture control device camera drive on the camera and change the unmanned aircraft angle through the lens module, to compensate the optical axis changes, so as to ensure a good shooting angle.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水下拍摄的无人飞机
本技术涉及无人飞机
，特别涉及一种用于水下拍摄的无人飞机。
技术介绍
目前，利用鱼眼镜头的摄影技术和搭载了摄影机的无人飞机已经公众所知。在无人飞机上搭载摄影机时，通常情况下选择搭载广角镜头进行拍摄，以期在单次摄影中得到大量的信息。搭载鱼眼镜头可利用一台摄影机一下拍摄周围的影像信息。以往的无人飞机摄影仅限于空中摄影，无法拍摄水中的影像。利用无人飞机拍摄水下的影像，至少需要考虑以下几个问题：首先，如何精确地测量无人飞机与水面的距离，使机体位置保持在空中的同时镜头浸没在水中，以使该无人飞机在飞行状态下，能够实现水中摄影。上述飞行状态不仅包括悬停状态，还包括在水平方向上运动的状态。其次，采用了旋翼结构的无人飞机在水平方向上移动时，机身会发生倾斜。如何抵消因机身倾斜所带来的摄影装置的光轴变动是一个难点。根据光轴方向不同，常见的搭载在无人飞机上摄影装置可分为两种类型：一种是光轴方向与水平面大致平行，另一种是光轴方向与水平面大致垂直。由于光轴方向与无人飞机在水平面上运动方向的夹角不同，上述两种类型的摄影装置在面临的如何补偿机身运动带来光轴变动问题也有较大差异。具体而言，后者对光轴的角度变化更加敏感，但可以近似忽略因变焦所带来的无人机和摄影装置整体重心的变化。在无人飞机上搭载设有鱼眼镜头模组的摄影装置时，为了避免被机身遮挡，通常选择鱼眼镜头模组的光轴方向与水平面大致垂直的配置方式。于是如何解决当光轴与水平面保持垂直时，快速精确地补偿因机身倾斜带来的摄影装置的光轴变动是一个有待解决的问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种自动调节拍摄视角的用于水下拍摄的无人飞机。为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种用于水下拍摄的无人飞机，包括机身；摄影装置，其设置在机身下方，所述摄影装置包括镜头模组；高度测量装置，其设置在机身底部，用于测量机身与下方水面之间的距离；驱动装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于变动摄影装置相对于机身的夹角；姿势制御装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于控制驱动装置；以及摄影装置平衡检测装置，其设置在摄影装置上，用于检测镜头模组的光轴方向与水平面之间的偏转夹角。进一步地，还包括机身平衡检测装置，其设置在机身上，用于检测机身与水平面之间的偏转夹角；存储器，存储有机身或镜头模组的光轴相对于水平面的偏转夹角与机身或镜头模组所在的摄影装置相对于水面的高度的对应关系；以及控制单元，用于控制并监控无人飞机的运行状态。进一步地，还包括所述机身包括至少一个在水平方向上相对于机身向外伸出的旋翼支臂，所述高度测量装置设置在旋翼支臂末端底部。进一步地，所述摄影装置平衡检测装置为电子水平仪或回转仪，所述镜头模组的镜片表面涂有防水性或亲水性镀层。进一步地，所述摄影装置的镜头模组为视角大于或等于180度的鱼眼镜头模组，所述摄影装置设有水位测量仪和/或浮筒，所述摄影装置设有方向与镜头模组的光轴方向相同用以水下照明的补光灯。进一步地，所述高度测量装置为相位式超声波高度测量仪。进一步地，所述机身底部设有用以连接摄影装置的支撑臂，所述驱动装置设置在支撑臂上，所述支撑臂设有伸长或缩短其长度的伸缩机构。有益效果：当无人机在水平面上运动时，摄影装置平衡检测装置检测摄影装置的光轴与拍摄物体不成直角关系，摄影装置上的姿势制御装置通过驱动装置变更摄影装置与无人飞机角度，以补偿镜头模组光轴的变动，从而保证良好的拍摄视角。附图说明下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明；图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例沿水平方向移动的示意图。具体实施方式图1是本技术实施例无人飞机的结构示意图，无人飞机可以是为外部所操控的在空中飞行的小型飞机，无人飞机具备机身200和被机身200所装载的摄影装置300。然而，无人飞机也可以是内置GPS，预先被编入与航线等相关的控制程序的半自律型飞机，或者可以是一切都不需要用户操作的全自律型飞机，无人飞机装载有电池。用户可以利用操作装置通过无线通信向无人飞机发送指令，从而操控无人飞机的起飞、空中飞行以及降落。此外，也可以操作装载在无人飞机上的摄影装置300。示例性的，摄影装置300采用了具有视角大于等于180度广角鱼眼镜头可以拍摄图像的相机，摄影装置300可以沿着机身200所装载的镜头的光轴移动，从摄影装置300发射往操作装置的映像信号，既可以从无人飞机的电源从on到off前连续发射，也可以根据用户下给操作装置50的指令进行发射。机身200为X字形状，在X字的4个端部为4个旋翼支臂，分别装载着能在各个旋转轴周围旋转的第1水平旋翼、第2水平旋翼、第3水平旋翼以及第4水平旋翼，机身200具备有能使各水平旋翼分别在旋转轴周围旋转的第1翼驱动机构、第2翼驱动机构、第3翼驱动机构以及第4翼驱动机构，第1翼驱动机构等内置DC马达，通过DC马达的旋转力量旋转第1翼驱动机构等，机身200包括分别控制和监控第1-4翼驱动机构的工作状态的控制单元，该控制单元通过分别调节各翼驱动机构的旋转速度来控制无人飞机的运动方向和速度。在4个旋翼支臂的远心端（远离机身200的一端）的下方分别设有4个高度测量装置290，用于测量无人飞机距离水面的高度。当无人飞机在水面上方悬停时，机身200的X字主轴与水平面平行，四个支臂距离水面的高度相同；当无人飞机在水面上方水平移动时，机身200的X型主轴侧倾，最低点始终位于旋翼支臂的远心端，因此高度测量装置290设置在旋翼支臂的远心端能够保证机身200的最低点时刻都不没入水面。当无人飞机贴近水面飞行时，对前述高度测量装置290要求测量精度达毫米级别。在无人飞机领域，通常采用气压高度传感器检测飞行的高度。气压高度传感器的误差较大，难以满足精确测高的要求，且在近地面（水面），受风、温度、湿度、粉尘颗粒等影响，测量高度的精度受到很大影响。部分用于地理测绘的无人飞机采用了激光测高仪，但激光的指向性强，当无人飞机机身与水平面之间的倾角较大时难以接受返回的激光信号，并且当测量机身距离水面时，需要在水面上预先设置浮靶，并不适合在近地面（水面）范围内使用。脉冲式超声波测量仪测量精度过低和盲区范围大的（以米为单位），同样无法胜任本技术的要求。因此，在本技术中高度测量装置290选用了测量精度高（误差约2-6mm），盲区较小（2-40mm）的相位式超声波高度测量仪。此外，可在上述超声波高度测量仪加入温度补偿装置，以减小近地面的温度变化大带来的影响。各超声波高度测量仪应采用不同的载波频率，以防止串扰。优选地，为了测得贴近水面时机身200在倾斜幅度较大时距离水面的准确距离，也可利用机身平衡检测装置检测机身的倾斜度，当该倾斜度大于一预设阈值时，利用上述超声波高度测量仪检测机身200的旋翼支臂到水面的距离，根据上述倾斜角度和距离，利用后述控制单元250或其他具有计算功能的模块实行三角函数变换，以获得贴近水面时的无人飞机200距水面的准确高度。机身200具备控制单元250和驱动装置260。控制单元250控制无人飞机的动作，驱动装置260能使摄影装置300相对于机身200按指定的方向移动和/或转动。控制单元250被编入内置在X字中央的机身200主体部分内的微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水下拍摄的无人飞机，其特征在于，包括：机身；摄影装置，其设置在机身下方，所述摄影装置包括镜头模组；高度测量装置，其设置在机身底部，用于测量机身与下方水面之间的距离；驱动装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于变动摄影装置相对于机身的夹角；姿势制御装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于控制驱动装置；以及摄影装置平衡检测装置，其设置在摄影装置上，用于检测镜头模组的光轴方向与水平面之间的偏转夹角。

【技术特征摘要】
1.一种用于水下拍摄的无人飞机，其特征在于，包括：机身；摄影装置，其设置在机身下方，所述摄影装置包括镜头模组；高度测量装置，其设置在机身底部，用于测量机身与下方水面之间的距离；驱动装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于变动摄影装置相对于机身的夹角；姿势制御装置，其设置在机身或者摄影装置上，用于控制驱动装置；以及摄影装置平衡检测装置，其设置在摄影装置上，用于检测镜头模组的光轴方向与水平面之间的偏转夹角。2.根据权利要求1所述的用于水下拍摄的无人飞机，其特征在于，还包括：机身平衡检测装置，其设置在机身上，用于检测机身与水平面之间的偏转夹角；存储器，存储有机身或镜头模组的光轴相对于水平面的偏转夹角与机身或镜头模组所在的摄影装置相对于水面的高度的对应关系；以及控制单元，用于控制并监控无人飞机的运行状态。3.根据权利要求1所述的用于水下拍摄的无人飞机，其特征在于：还...

【专利技术属性】
技术研发人员：若林央，阮桂，
申请(专利权)人：捷西迪广州光学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44