一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，包括：主控模塊、傳輸模塊、電源模塊和傳感器，其中，主控模塊的輸入端連接至設(shè)于飛行器上的傳感器，主控模塊的輸出端連接至飛行器上的相機(jī)，該相機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲器；主控模塊與傳輸模塊電連接，傳輸模塊與相機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器連接；電源模塊為主控模塊和傳輸模塊供電；以及傳感器監(jiān)測飛行器所處環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)并傳遞至主控模塊。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的參數(shù)信息，自動控制數(shù)碼相機(jī)，調(diào)節(jié)其曝光時間，同時控制攝影照片實(shí)時高速傳輸，從而獲取到高質(zhì)量的照片。
【專利說明】一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字控制領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)在進(jìn)行航空攝影時，由于受到本機(jī)和氣流等多重影響，導(dǎo)致機(jī)體無法保持平穩(wěn)，這給機(jī)載相機(jī)對指定區(qū)域高精度拍攝帶來很大困難。為了有效降低機(jī)體震動和抖動所帶來的影響，可配置高性能的陀螺穩(wěn)定平臺來搭載相機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)高精度的方位對準(zhǔn)，并控制相機(jī)嚴(yán)格按制定航向拍攝。陀螺穩(wěn)定平臺如采用捷聯(lián)方式的平臺，具有體積小、重量輕、成本低、補(bǔ)償范圍大的特點(diǎn)，可以降低航拍飛機(jī)的等級要求，減少拍攝作業(yè)對于天氣等多種環(huán)境因素的依賴，提高拍攝效果和后期處理的質(zhì)量。
[0003]目前，對于提高航拍質(zhì)量的研究主要集中在對其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)上，如在現(xiàn)有的小型三軸陀螺穩(wěn)定平臺的基礎(chǔ)上，增加減振結(jié)構(gòu)，結(jié)合捷聯(lián)慣導(dǎo)模塊輸出角度信息，實(shí)現(xiàn)平臺的任意指向控制，使其能自動調(diào)整當(dāng)前鏡頭位置實(shí)現(xiàn)自動對準(zhǔn)方位。
[0004]實(shí)際上，除了機(jī)身不穩(wěn)定的因素外，影響航拍獲取高質(zhì)量影像的因素有很多，例如針對不同的地形地貌的拍攝，若不調(diào)整相機(jī)參數(shù)，采用統(tǒng)一的感光度、分辨率和快門速度進(jìn)行拍攝，勢必會得到不同的圖像質(zhì)量。而目前尚未出現(xiàn)對無人機(jī)機(jī)載相機(jī)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和控制的裝置，使得相機(jī)在不同環(huán)境條件下，針對不同地形地貌無法自動調(diào)節(jié)其參數(shù)設(shè)置，導(dǎo)致無人機(jī)航拍影像質(zhì)量不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，該裝置利用傳感器獲取飛行器當(dāng)前的光源強(qiáng)度，并根據(jù)當(dāng)前光源強(qiáng)度對拍照的要求調(diào)整相機(jī)參數(shù)，從而使得相機(jī)調(diào)節(jié)至最適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的參數(shù)進(jìn)行拍照，進(jìn)而獲取到高質(zhì)量的照片。此外，本裝置還可以監(jiān)測相機(jī)當(dāng)前狀態(tài)，如電池電壓值，并在電池電壓不足時及時進(jìn)行充電，從而避免了相機(jī)因?yàn)闆]電而無法進(jìn)行拍攝，避免遺漏重要的航拍數(shù)據(jù)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，包括:主控模塊、傳輸模塊、電源模塊和傳感器，其中，主控模塊的輸入端連接至設(shè)于飛行器上的傳感器，主控模塊的輸出端連接至飛行器上的相機(jī)，該相機(jī)內(nèi)均設(shè)有數(shù)據(jù)存儲器；主控模塊與傳輸模塊電連接，傳輸模塊與相機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器連接；電源模塊為主控模塊和傳輸模塊供電；以及傳感器監(jiān)測飛行器所處環(huán)境中的參數(shù)并傳遞至主控模塊。
[0007]進(jìn)一步，該主控模塊包括:控制器、存儲器、數(shù)據(jù)傳輸端、串口通信端和相機(jī)控制端；其中，主控模塊通過數(shù)據(jù)傳輸端與傳輸模塊電連接，從相機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器中快速獲取數(shù)據(jù)信息并傳遞至控制器；串口通信端與相機(jī)連接，實(shí)時監(jiān)控相機(jī)拍攝的參數(shù)信息并傳遞至控制器；存儲器中預(yù)先儲存著不同環(huán)境條件下相機(jī)拍攝的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息；控制器對所接收的上述信息進(jìn)行分析，并利用相機(jī)控制端對相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。[0008]進(jìn)一步，傳感器具體為光照傳感器，其所監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)為光照強(qiáng)度。光照傳感器將其監(jiān)測到的當(dāng)前光照強(qiáng)度傳遞至控制器，控制器對應(yīng)查找存儲器中預(yù)存的該光照條件下拍攝照片的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)參數(shù)，將該標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)與串口通信端監(jiān)測到的當(dāng)前相機(jī)參數(shù)對比,若不同，則控制器通過相機(jī)控制端進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009]在本發(fā)明中，進(jìn)一步，相機(jī)的參數(shù)信息是曝光時間。當(dāng)控制器判斷當(dāng)前光照條件下相機(jī)拍照的曝光時間過長時，控制器的相機(jī)控制端驅(qū)動其所連接的光耦隔離電路，控制并提高相機(jī)的快門速度。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明中電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換模塊、升壓模塊、鋰電池、濾波模塊、穩(wěn)壓模塊、備用電源和充電模塊。其中，鋰電池通過升壓模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊電連接，備用電源通過穩(wěn)壓模塊和濾波模塊分別進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波處理，并將獲得的穩(wěn)定的電壓輸入至電源轉(zhuǎn)換模塊，該電源轉(zhuǎn)換模塊將輸入的電壓轉(zhuǎn)換后輸出供主控模塊和傳輸模塊使用。充電模塊在相機(jī)電池電量低于臨界值(如3v)時啟動，為其充電。
[0011]作為優(yōu)選，主控模塊中還可以設(shè)置其他輔助模塊，如Flash存儲模塊等。采用Flash存儲模塊，可以有選擇性地保存相機(jī)操作的數(shù)據(jù)，可采用SPI方式和控制器通信。
[0012]作為優(yōu)選，傳輸模塊可選用USB傳輸器,相機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器可以是TF/SD卡。
[0013]本發(fā)明提供了一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]該裝置利用傳感器實(shí)時監(jiān)測飛行器所處的環(huán)境，并根據(jù)不同環(huán)境條件的要求來自動調(diào)節(jié)相機(jī)，使其在不同的環(huán)境條件下都能拍攝出高質(zhì)量的照片，滿足無人機(jī)航拍領(lǐng)域?qū)Ω咔逦雀叻直媛收掌囊蟆?br> [0015]該裝置通過自動監(jiān)測飛行器上一臺或多臺數(shù)碼相機(jī)的狀態(tài)參數(shù)，并將采集到的參數(shù)與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對比，驅(qū)動控制器對相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制，從而實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)上數(shù)碼相機(jī)的自動控制。
[0016]此外，本裝置還利用高速傳輸模塊實(shí)現(xiàn)了航拍照片的實(shí)時高速傳輸。本裝置還可以監(jiān)測相機(jī)當(dāng)前狀態(tài)，如電池電壓值，并在電池電壓不足時及時進(jìn)行充電，從而保證了航拍相機(jī)的正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0018]圖1是本發(fā)明所述控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖。
[0019]其中:1---主控模塊、2---相機(jī)、3---傳輸模塊、4---電源模塊、5---傳感器、
10 控制器、11 存儲器、12 串口通/[目端、13 相機(jī)控制端、14 數(shù)據(jù)傳輸端、21TF/SD卡、22相機(jī)電池、41電源轉(zhuǎn)換模塊、42升壓模塊、43鋰電池、44---濾波模塊、45---穩(wěn)壓模塊、46---充電模塊、47---備用電源。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明所述的控制裝置主要應(yīng)用于飛行器航拍領(lǐng)域，可以適用于自動控制飛行器上的數(shù)碼相機(jī)調(diào)節(jié)其參數(shù)值，從而使相機(jī)在不同環(huán)境條件下都能夠獲取高質(zhì)量的照片，并同時控制相機(jī)所拍攝照片的高速傳輸。本發(fā)明所述實(shí)施例可適用于一臺或多臺相機(jī)，在此以一臺相機(jī)為例，但不局限于此數(shù)目，必要時可根據(jù)實(shí)際需要對相機(jī)數(shù)目進(jìn)行增減。在本發(fā)明的實(shí)施例中，該控制裝置設(shè)在飛行器上，與該飛行器上用于航拍的數(shù)碼相機(jī)連接。
[0021]圖1為本發(fā)明所述控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖，其包括:主控模塊1、傳輸模塊3、總線模塊3和電源模塊4。其中，主控模塊I為單片機(jī)，如可選用價格低、處理速度快、系統(tǒng)中斷響應(yīng)能力強(qiáng)的ARM處理器。傳輸模塊3優(yōu)選為USB 2.0傳輸控制器,可選用高速傳輸芯片。主控模塊I的輸入端連接至飛行器上的傳感器5，主控模塊I的輸出端連接至所述飛行器上的相機(jī)2，相機(jī)2內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲器，在本實(shí)施例中數(shù)據(jù)存儲器為TF/SD卡21。主控模塊I與傳輸模塊3電連接，傳輸模塊3與相機(jī)2的數(shù)據(jù)存儲器21連接；電源模塊4為主控模塊I和傳輸模塊3供電；以及傳感器5監(jiān)測飛行器所處環(huán)境中的參數(shù)并傳遞至主控模塊I。在具體實(shí)施過程中，主控模塊1、傳輸模塊3和電源模塊4這三個主要功能模塊分別設(shè)置在三塊電路板上，以排線形式連接。
[0022]如圖所示，主控模塊I具體包括:控制器10、存儲器11、串口通信端12、相機(jī)控制端13和數(shù)據(jù)傳輸端14。串口通信端12作為調(diào)試觀察串口，其與相機(jī)2連接，用于實(shí)時監(jiān)控飛行器上相機(jī)2的拍攝參數(shù)，使控制器10及時了解相機(jī)2的各項(xiàng)狀態(tài)，采取適當(dāng)?shù)恼{(diào)控措施。
[0023]存儲器11中預(yù)先儲存著不同環(huán)境條件下相機(jī)拍攝的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息；控制器10對所接收的上述信息進(jìn)行分析，并利用相機(jī)控制端13對相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而使得相機(jī)2在不同環(huán)境條件下都夠?qū)崟r自動調(diào)整其參數(shù)值，使其拍攝出高質(zhì)量的照片。主控模塊I通過數(shù)據(jù)傳輸端14與傳輸模塊2電連接，數(shù)據(jù)傳輸端14具體為I/O端口，通過與傳輸模塊2的通信，從相機(jī)2的數(shù)據(jù)存儲器(TF/SD卡)21中快速獲取數(shù)據(jù)信息并傳遞至控制器10。
[0024]光源強(qiáng)度是影響拍攝曝光的重要因素之一。自然光的強(qiáng)弱與天氣陰晴、時間早晚、季節(jié)變化和地域差異有密切的聯(lián)系。例如，在晴天、多云、陰天、雨天，這幾種天氣情況下，光源強(qiáng)度各相差一倍，而快門速度也應(yīng)各相差一級。此外，光源強(qiáng)度還與時間的不同而有所差另IJ，如中午前后最強(qiáng)。因此，實(shí)際拍攝過程中應(yīng)根據(jù)當(dāng)前環(huán)境條件下的光照強(qiáng)度來對相機(jī)進(jìn)行曝光控制，酌情延長或縮短曝光時間。在本發(fā)明中，列出了不同環(huán)境條件所對應(yīng)的光照強(qiáng)度，以及不同光照強(qiáng)度范圍所對應(yīng)的相機(jī)參數(shù)，如曝光時間等，這些信息儲存在主控模塊I的存儲器11中。
[0025]在本發(fā)明中，傳感器5具體為光照傳感器，其所監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)為光照強(qiáng)度。光照傳感器5將其監(jiān)測到的當(dāng)前光照強(qiáng)度傳遞至控制器10，控制器10對應(yīng)查找存儲器11中預(yù)存的該光照條件下拍攝照片的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)參數(shù)，將該標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)與串口通信端12監(jiān)測到的當(dāng)前相機(jī)參數(shù)對比，若不同，則控制器10通過相機(jī)控制端13進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，相機(jī)參數(shù)可以是像素?cái)?shù)、分辨率、感光度、快門速度等，預(yù)存的參數(shù)信息根據(jù)相機(jī)型號的不同而不同。在本實(shí)施例中，相機(jī)的參數(shù)信息為曝光時間。當(dāng)控制器10判斷當(dāng)前光照條件下相機(jī)2拍照的曝光時間過長時，控制器10的相機(jī)控制端13驅(qū)動其所連接的光耦隔離電路，控制縮短曝光時間，提高快門速度。
[0026]在本發(fā)明中，電源模塊4具體包括電源轉(zhuǎn)換模塊41、升壓模塊42、鋰電池43、濾波模塊44、穩(wěn)壓模塊45、充電模塊46和備用電源47。其中，鋰電池43通過升壓模塊42與電源轉(zhuǎn)換模塊41電連接，備用電源47通過穩(wěn)壓模塊45和濾波模塊44分別進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波處理，并將獲得的穩(wěn)定的電壓輸入至電源轉(zhuǎn)換模塊41,該電源轉(zhuǎn)換模塊41將輸入的電壓轉(zhuǎn)換后輸出供主控模塊I和傳輸模塊2使用。具體的，在本實(shí)施例中，升壓模塊42優(yōu)選為直流的升壓芯片；穩(wěn)壓模塊45優(yōu)選為防靜電保護(hù)的穩(wěn)壓管；濾波模塊44優(yōu)選為由電感和電容共同組成的濾波電路；備用電源47優(yōu)選為12V直流電源；電源轉(zhuǎn)換模塊41將12v直流電壓轉(zhuǎn)換為5v和3.3v的穩(wěn)定可靠的電壓供后續(xù)使用。充電模塊46在相機(jī)電池22電量低于臨界值(如3v)時啟動，為其充電。
[0027]在實(shí)際應(yīng)用中，飛行器在飛行過程中，相機(jī)2開始拍攝時，啟動本發(fā)明所述的控制裝置，向電源模塊4輸入啟動電壓。電源模塊4為主控模塊I提供12v和5v直流電壓，并將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定可靠的5v和3.3v電壓輸出至傳輸模塊3,為其供電。相機(jī)2拍攝照片后儲存在TF/SD卡21中，主控模塊I的控制器10每隔一定時間間隔發(fā)出一次傳輸指令，將TF/SD卡21中的數(shù)據(jù)經(jīng)由傳輸模塊3讀取并傳送至控制器10，繼而儲存至存儲器11中。光照傳感器5實(shí)時監(jiān)測環(huán)境條件中的光照強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)發(fā)回至控制器10 ;同時，串口通信端12監(jiān)測相機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)，也將參數(shù)信息傳輸至控制器10 ;控制器10將收集到的信息與預(yù)存于存儲器11中的信息進(jìn)行查找、匹配和比對。例如，查找當(dāng)前光照強(qiáng)度所對應(yīng)的相機(jī)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)參數(shù)，將其與當(dāng)前相機(jī)狀態(tài)參數(shù)比對，若不一致，則控制器10驅(qū)動相機(jī)控制端13對相機(jī)進(jìn)行調(diào)整，使相機(jī)的狀態(tài)參數(shù)符合當(dāng)前環(huán)境條件的要求。以曝光時間為例，當(dāng)查找到當(dāng)前光照強(qiáng)度下相機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)曝光時間為0.00125秒，而當(dāng)前相機(jī)曝光時間大于該標(biāo)準(zhǔn)值，導(dǎo)致相機(jī)與景物之間相對位移造成影像模糊，照片成像質(zhì)量差時，控制器10驅(qū)動相機(jī)控制端13經(jīng)過相機(jī)控制線連接至光耦隔離電路，控制并提高相機(jī)2的快門速度，從而縮短曝光時間，得到質(zhì)量更好的照片。
[0028]作為優(yōu)選方式，在本實(shí)施例的主控模塊中還可以設(shè)置其他輔助模塊，如Flash存儲模塊等。采用Flash存儲模塊，可以有選擇性地保存相機(jī)操作的數(shù)據(jù)，可采用SPI方式和主控模塊通信。
[0029]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，包括:主控模塊、傳輸模塊、電源模塊和傳感器，其特征在于， 主控模塊的輸入端連接至設(shè)于飛行器上的傳感器，主控模塊的輸出端連接至飛行器上的相機(jī)，該相機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)存儲器； 主控模塊與傳輸模塊電連接，傳輸模塊與相機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲器連接； 電源模塊為主控模塊和傳輸模塊供電；以及 傳感器監(jiān)測飛行器所處環(huán)境中的環(huán)境參數(shù)并傳遞至主控模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，主控模塊包括:控制器、存儲器、數(shù)據(jù)傳輸端、串口通信端和相機(jī)控制端；其中， 主控模塊通過數(shù)據(jù)傳輸端與傳輸模塊電連接，從相機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器中快速獲取數(shù)據(jù)信息并傳遞至控制器； 串口通信端與相機(jī)連接，實(shí)時監(jiān)控相機(jī)拍攝的參數(shù)信息并傳遞至控制器； 存儲器中預(yù)先儲存著不同環(huán)境條件下相機(jī)拍攝的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息；以及 控制器對所接收的上述信息進(jìn)行分析，并利用相機(jī)控制端對相機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，所述傳感器具體為光照傳感器，其所監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)為光照強(qiáng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，光照傳感器將其監(jiān)測到的當(dāng)前光照強(qiáng)度傳遞至控制器，控制器對應(yīng)查找存儲器中預(yù)存的該當(dāng)前光照強(qiáng)度下拍攝照片的標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)參數(shù)，將該標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)與串口通信端監(jiān)測到的當(dāng)前相機(jī)參數(shù)對t匕，若不同，則控制器通過相機(jī)控制端調(diào)節(jié)相機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，所述相機(jī)的參數(shù)信息是曝光時間；以及 當(dāng)控制器判斷當(dāng)前光照強(qiáng)度下相機(jī)拍照的曝光時間過長時，控制器的相機(jī)控制端驅(qū)動其所連接的光耦隔離電路，控制并提高相機(jī)的快門速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，所述電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換模塊、升壓模塊、鋰電池、濾波模塊、穩(wěn)壓模塊、備用電源和充電模塊； 其中， 鋰電池通過升壓模塊與電源轉(zhuǎn)換模塊電連接； 備用電源通過穩(wěn)壓模塊和濾波模塊分別進(jìn)行穩(wěn)壓和濾波處理，并將獲得的穩(wěn)定的電壓輸入至電源轉(zhuǎn)換模塊； 電源轉(zhuǎn)換模塊將輸入的電壓轉(zhuǎn)換后輸出供主控模塊和傳輸模塊使用；以及 充電模塊在相機(jī)電池電量低于臨界值時啟動，為相機(jī)充電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時調(diào)整航拍相機(jī)參數(shù)的控制裝置，其特征在于，所述傳輸模塊為USB傳輸器，所述相機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器為TF/SD卡。
【文檔編號】G01C11/02GK103763473SQ201410032583
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】徐鵬 申請人:徐鵬